La viscosité est une propriété physique importante qui décrit la résistance qu'un fluide offre à l'écoulement. La viscosité dynamique (ou simplement la viscosité) est définie comme la relation entre la contrainte de cisaillement et la vitesse de déformation d'un fluide.
Dans les fluides idéaux, également appelés fluides parfaits, la viscosité est considérée comme nulle. Cela signifie qu'il n'y a pas de résistance interne à la déformation et que le fluide s'écoule sans frottement. Cette hypothèse est utile pour simplifier les calculs mathématiques dans certains cas, mais en réalité, aucun fluide n'est complètement idéal.
Unités de mesure de viscosité
L'unité de la viscosité dynamique est le Pascal seconde (Pa·s) dans le système international des mesures ou le poise (Po). On peut la déterminée par différentes techniques, telles que la viscosimétrie capillaire ou la rotation d'un cylindre dans un bain de fluide.
La mesure de la viscosité est essentielle dans de nombreux domaines, de l'ingénierie à la médecine, et peut être effectuée à l'aide de différentes techniques, telles que la viscosimétrie capillaire ou la rotation d'un cylindre dans un bain de fluide.
Cette propriété physique peut également être calculée à l'aide de la loi de Stokes, qui stipule que la force de frottement sur une sphère dans un fluide est liée à la vitesse de chute de la sphère.
Certains fluides, tels que les fluides non newtoniens, peuvent présenter un comportement de viscosité non linéaire et peuvent être plus difficiles à mesurer et à comprendre.
Types de viscosité
Il existe plusieurs types de viscosité qui sont utilisés dans différents contextes. Voici un aperçu des types les plus courants :
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Viscosité absolue : Également connue sous le nom de viscosité dynamique, elle mesure la résistance d'un fluide à une contrainte de cisaillement appliquée.
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Viscosité cinématique : c'est une mesure qui tient compte de la masse volumique du fluide. Il est calculé en divisant la viscosité absolue du fluide par sa masse volumique.
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Viscosité apparente ou de cisaillement : c'est une mesure qui est observée dans le comportement du fluide lorsqu'il se déplace dans un tuyau ou un conduit.
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Viscosité plastique : est une mesure de la viscosité qui s'applique aux fluides non newtoniens. Ces fluides ne suivent pas la loi de viscosité de Newton et sa valeur varie en fonction de la force appliquée.
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La viscosité d'écoulement est une mesure utilisée pour décrire la résistance d'un fluide à l'écoulement. C'est une propriété des fluides qui varie avec le débit et la température.
De quoi dépend la viscosité ?
La viscosité dépend de divers facteurs tels que la température, la pression et le type de fluide et sa composition moléculaire. En général, la viscosité est inversement proportionnelle à la pression et température. Elle diminue avec l'augmentation de la température ou de la pression.
Les liquides visqueux sont ceux qui offrent une grande résistance à l'écoulement, comme le miel ou le sirop, tandis que les liquides de faible viscosité, comme l'eau, s'écoulent plus facilement.
De plus, la viscosité peut changer lorsqu'un fluide se déplace à travers différentes couches du fluide, connu sous le nom de gradient de vitesse.
Importance de la viscosité
En mécanique des fluides, la viscosité est un facteur qui a des implications importantes. Par exemple, la relation entre la viscosité du fluide et la force externe appliquée est une propriété qui est utilisée dans la conception des systèmes de lubrification, des moteurs et d'autres processus industriels. De plus, la viscosité d'un fluide peut affecter le type de comportement lorsqu'il s'écoule dans des tuyaux et des conduits.
La viscosité de l'eau, en revanche, est une propriété bien connue, et elle est utilisée dans de nombreuses applications, de l'hydrodynamique à la climatologie.