Stell dir vor, du verschüttest eine Tasse Honig und eine Tasse Wasser auf dem Boden. Honig braucht mehr Zeit, um zu verschütten und sich auszubreiten, aber Wasser verschüttet und breitet sich schneller aus. Das liegt daran, dass Honig eine höhere Viskosität hat als Wasser.
Die Viskosität ist die Eigenschaft einer Flüssigkeit (flüssig oder gasförmig), sich ihrem Fluss zu widersetzen. Oder vereinfacht gesagt: Wie zähflüssig ist ein Material.
Das Gegenteil der Viskosität, und damit der Kehrwert, ist die Fluidität, also die Fließfähigkeit.
In der Flüssigkeit befinden sich viele Moleküle. Diese Moleküle interagieren miteinander. Wenn die molekulare Wechselwirkung in der Flüssigkeit zu einer geringen inneren Reibung führt, ist die Viskosität niedrig und die Flüssigkeit kann leicht fließen (wie Wasser). Wenn die Wechselwirkungen zu einer hohen inneren Reibung führen, ist die Viskosität groß, und die Flüssigkeit kann nicht so leicht fließen (wie Honig).
Abb.1 Flüssigkeitsschicht
Stelle dir eine kleine Menge Öl in einem Becher vor. Das Schütteln des Bechers führt zu einer Störung und bringt das Öl in Bewegung.
Betrachten wir eine Flüssigkeitsschicht, wie in Abbildung 1 dargestellt. Nehmen wir an, dass eine Kraft "F" auf die Oberfläche wirkt. Die obere Schicht bewegt sich mit einer Geschwindigkeit 'v'. Die untere Schicht befindet sich im Ruhezustand (v=0). Abbildung 2 stellt dieselbe Flüssigkeitsschicht in 3D dar, die die Höhe "d" und die Oberfläche "A" hat.
Abb. 2 Flüssigkeitsschicht in 3D
Die Kraft ist direkt proportional zur Geschwindigkeit, zur Oberfläche und umgekehrt proportional zum Abstand (Höhe). Die Proportionalitätskonstante ist in diesem Fall die Viskosität der Flüssigkeit (dargestellt durch den griechischen Buchstaben η).
Die Formel kann folgendermaßen geschrieben werden: (siehe Abbildung rechts).
Es gibt verschiedene Einheiten für die Viskosität. Die S.I.-Einheit der Viskosität kann mit Hilfe der nebenstehenden Gleichung wie gezeigt abgeleitet werden.
Es gibt verschiedene Einheiten für die Viskosität. Die S.I.-Einheit der Viskosität kann anhand der obigen Gleichung wie gezeigt abgeleitet werden.
Die S.I.-Einheit der Viskosität ist Pa.s (Pascal-Sekunde). Andere gebräuchliche Einheiten der Viskosität sind P und Centipoise (cP).
Umrechnungen - 1 Pa.s = 10 P = 1000 cP
Die Viskosität von Flüssigkeiten ändert sich, wenn die Temperatur steigt oder fällt.
Bei einem Temperaturanstieg verhält sich die Viskosität von Gasen und Flüssigkeiten unterschiedlich.
Bei Flüssigkeiten führt eine Erhöhung der Temperatur zu einer Abnahme der Viskosität. Der Grund dafür ist, dass die erhöhte Temperatur den Flüssigkeitsmolekülen Wärmeenergie zuführt und sie dadurch leicht beweglich macht.
In Gasen gibt eine erhöhte Temperatur thermische Energie an die Gase ab und bewirkt, dass sich die Moleküle freier bewegen. Dieses willkürliche Verhalten führt zu einer Vielzahl von Zusammenstößen zwischen den Gasmolekülen und zu einer Erhöhung der Viskosität.
Die Viskosität ist der Widerstand, den eine Flüssigkeit ihrem Fluss entgegensetzt.
Die Viskosität ist auf die zwischenmolekularen Wechselwirkungen in der Flüssigkeit zurückzuführen.
Die Viskosität wird in Einheiten wie Pascalsekunde, Poise und Centipoise gemessen.
Die Viskosität von Flüssigkeiten nimmt ab, wenn die Temperatur erhöht wird.
Die Viskosität von Gasen erhöht sich, wenn die Temperatur steigt.
