La viscosità cinematica è una caratteristica fisica fondamentale di tutti i mezzi gassosi e liquidi. Questo indicatore è di fondamentale importanza nel determinare la resistenza dei corpi solidi in movimento e il carico che subiscono. Come sapete, nel nostro mondo, qualsiasi movimento si verifica nell'ambiente dell'aria o dell'acqua. In questo caso, i corpi in movimento sono sempre interessati da forze il cui vettore è opposto alla direzione di movimento degli oggetti stessi. Di conseguenza, maggiore è la viscosità cinematica del mezzo, maggiore è il carico subito dal solido. Qual è la natura di questa proprietà di liquidi e gas?
La viscosità cinematica, definita come attrito interno, è dovuta al trasferimento di quantità di moto delle molecole di sostanza perpendicolarmente alla direzione di movimento dei suoi strati con velocità diverse. Ad esempio, nei liquidi, ciascuna delle unità strutturali (molecola) è circondata su tutti i lati dai suoi vicini più vicini, situati approssimativamente a una distanza uguale al loro diametro. Ogni molecola oscilla attorno a una cosiddetta posizione di equilibrio, ma, prendendo slancio dai suoi vicini, fa un brusco s alto verso un nuovo centro di oscillazione. In un secondo, ciascuna di queste unità strutturali della materia ha il tempo di cambiare il suo luogo di residenza circa cento milioni di volte, facendo s alti da uno a centinaia di migliaia di oscillazioni. Naturalmente, più forte è tale interazione molecolare, minore sarà la mobilità di ciascuna unità strutturale e, di conseguenza, maggiore sarà la viscosità cinematica della sostanza.
Se una molecola subisce l'azione di forze esterne costanti provenienti da strati vicini, allora in questa direzione la particella compie più spostamenti per unità di tempo che nella direzione opposta. Pertanto, il suo vagare caotico si trasforma in un movimento ordinato con una certa velocità, a seconda delle forze che agiscono su di esso. Questa viscosità è tipica, ad esempio, degli oli motore. In questo caso, è importante anche il fatto che le forze esterne applicate alla particella in esame agiscano in una sorta di allontanamento degli strati attraverso i quali la data molecola si schiaccia. Un tale impatto alla fine aumenta la velocità del movimento termico casuale delle particelle, che non cambia nel tempo. In altre parole, i liquidi sono caratterizzati da un flusso uniforme, nonostante l'influenza costante di forze esterne multidirezionali, in quanto bilanciati dalla resistenza interna degli strati di materia, che determina appunto il coefficiente di viscosità cinematica.
Con l'aumento della temperatura, la mobilità delle molecole inizia ad aumentare, il che porta a una certa diminuzione della resistenza degli strati di materia, poiché in qualsiasi sostanza riscaldata si creano condizioni più favorevoli per il libero movimento delle particelle nella direzione della forza applicata. Questo può essere paragonato al modo in cui è molto più facile per una persona infilarsi in una folla che si muove casualmente che attraverso una ferma. Le soluzioni polimeriche hanno un indicatore significativo della viscosità cinematica, misurata in secondi Stokes o Pascal. Ciò è dovuto alla presenza nella loro struttura di lunghe catene molecolari rigidamente legate. Ma all'aumentare della temperatura, la loro viscosità diminuisce rapidamente. Quando i prodotti di plastica vengono pressati, le sue molecole filamentose e intrecciate in modo intricato vengono forzate in una nuova posizione.
La viscosità dei gas alla temperatura di 20°C e alla pressione atmosferica di 101,3 Pa è dell'ordine di 10-5Pas. Ad esempio, la viscosità cinematica di aria, elio, ossigeno e idrogeno in tali condizioni sarà rispettivamente pari a 1,8210-5; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. E l'elio liquido ha generalmente la straordinaria proprietà della superfluidità. Questo fenomeno, scoperto dall'Accademico P. L. Kapitsa, sta nel fatto che questo metallo in un tale stato di aggregazione non ha quasi viscosità. Per lui, questa cifra è quasi zero.
