Viskosität

Viskosität ist die "Zähigkeit" einer Flüssigkeit.

Bewegt sich ein fester Körper mit der Geschwindigkeit v durch eine ruhende Flüssigkeit, dann ist im Allgemeinen zur Aufrechterhaltung der Bewegung eine Kraft F_R erforderlich, die von der Größe und Form des Körpers und einer Eigenschaft der Flüssigkeit, der dynamischen Viskosität, η, abhängt.

In einer laminaren Strömung haftet die den Körper umgebende Flüssigkeitsschicht an der Körperoberfläche und bewegt sich mit dem Körper fort. Die weit entfernten Schichten der Flüssigkeit bleiben dagegen in Ruhe. Der Bereich, in dem sich der kontinuierliche Übergang von Mitbewegung zur Ruhe vollzieht, heißt Grenzschicht. Der darin bestehende Geschwindigkeitsgradient ^dv/_dx ist mit einer Schubspannung r in der Flüssigkeit verknüpft, die als Reibung zweier Flüssigkeitsschichten mit verschiedenen Geschwindigkeiten gedeutet werden kann. Alle von außen zugeführte Energie wird in Wärme umgewandelt. Nach Wegfall der Kraft kommen der Körper und die Flüssigkeit in der Grenzschicht wieder zur Ruhe.

Entsprechend dieser Modellvorstellung definiert man die dynamische Viskosität durch die Gleichung r=^η*dv/_dx. η ist für viele Flüssigkeiten eine Stoffkonstante, die nur von Temperatur und Druck abhängt. Überschreitet v einen bestimmten Wert, bilden sich Turbulenzen, die einen Teil der Kraft F_R beanspruchen (siehe Turbulente Strömung).

Siehe auch : Gesetz von Stokes, Hagen-Poiseuille