A viscosidade é um parâmetro importante na dinâmica dos fluidos - tão importante que os cientistas que trabalham na área definem dois tipos diferentes, cada um com suas próprias unidades. Uma unidade comum para medir a viscosidade dinâmica é o equilíbrio (P), que é igual a 1 grama por centímetro-segundo. Uma unidade correspondente para a viscosidade cinemática é o stoke (St), que é equivalente a 1 centímetro2 por segundo. Ambas as unidades são grandes e, para fins práticos, é mais comum usar o centipoise (cP) e o centistoke (cSt), que são iguais a um centésimo da unidade inteira correspondente. Uma maneira fácil de converter a viscosidade cinemática em dinâmica é multiplicar o valor em centistokes pela gravidade específica do líquido para obter o valor correspondente em centipoise.
Dois Tipos de Viscosidade
A definição de viscosidade dinâmica - ou absoluta - é a força tangencial por unidade de área necessária para mover um plano horizontal de um fluido em relação a outro plano a uma velocidade unitária, enquanto mantém uma distância unitária entre os aviões. Em outras palavras, é uma medida da resistência interna do fluido ao fluxo. Qualquer pessoa que já tentou mover uma faca através do melaço sabe que ele tem uma viscosidade dinâmica superior à da água.
A viscosidade cinemática é definida como a relação entre a viscosidade dinâmica e a densidade. Dois fluidos com a mesma viscosidade dinâmica podem ter valores muito diferentes de viscosidade cinemática, dependendo de suas densidades.
Medindo Viscosidade
Para medir a viscosidade dinâmica, algum tipo de força externa conhecida deve ser aplicada. Uma maneira comum de medir essa quantidade é girar uma sonda no líquido e medir a quantidade de torque, ou força rotacional, necessária para mover a sonda a uma determinada velocidade. Como a viscosidade cinemática não depende do movimento ou de uma força externa diferente da força da gravidade, uma maneira comum de medi-la é permitir que o fluido flua através de um tubo capilar calibrado.
Ao medir a viscosidade dinâmica e cinemática, é importante levar em consideração a temperatura, porque a viscosidade varia com a temperatura.
A gravidade específica torna a conversão mais fácil
A gravidade específica de um fluido, gás ou sólido é sua densidade dividida pela densidade da água. Como a água tem uma densidade de 1 g / cm3 (1g / ml), a gravidade específica é um valor adimensional essencialmente igual à densidade. Este atalho torna mais fácil acompanhar as unidades ao converter de viscosidade dinâmica em cinemática e vice-versa. Para qualquer fluido, a viscosidade cinemática em centistokes X gravidade específica = a viscosidade dinâmica em centipoise. Se você fizer o mesmo cálculo usando densidade em vez de gravidade específica, você deve converter a viscosidade em centistokes para stokes, multiplique pela densidade do fluido em g / ml e converta o resultado em equilíbrio de volta para centipoise.
Alguns exemplos
No caso da água, a conversão entre centistokes e centipoise é fácil porque a água tem uma gravidade específica de 1. A viscosidade cinemática da água a 70 graus Fahrenheit (21 graus Celsius) é de 1 centistoke e a viscosidade dinâmica é de 1 centipoise.
A 68 graus Fahrenheit (20 graus Celsius), o mel tem uma densidade de 1,42 g / ml (gravidade específica 1,42). Sua viscosidade dinâmica é de 10.000 cP, portanto sua viscosidade cinemática é de 10.000 cp / 1,42 = 7.042 cSt.