Qu'est-ce qui détermine la viscosité d'un fluide?

L'huile moteur est un exemple de fluide très visqueux

La viscosité d'un fluide se réfère à la facilité avec laquelle il se déplace sous contrainte. Un fluide très visqueux se déplace moins facilement qu'un fluide de faible viscosité. Le terme fluide désigne des liquides et des gaz ayant tous deux une viscosité. La prédiction précise et la mesure du comportement d'un fluide en mouvement sont essentielles dans la conception d'installations et d'appareils industriels efficaces.

Définition technique

Un fluide en mouvement adhère à la surface du récipient à travers lequel il circule. Cela signifie que la vitesse d'un fluide doit être nulle à la paroi du tuyau ou du conteneur. La vitesse du fluide augmente à partir de la surface du vaisseau, de sorte qu'un fluide se déplace réellement à travers un vaisseau en couches. La déformation de ce fluide est appelée cisaillement: un fluide est cisaillé lorsqu'il passe sur une surface solide. La résistance à ce cisaillement de l'intérieur du fluide est appelée viscosité.

Cause de la viscosité

La viscosité est causée par la friction à l'intérieur d'un fluide. C'est le résultat des forces intermoléculaires entre les particules dans un fluide. Ces forces intermoléculaires résistent au mouvement de cisaillement du fluide et la viscosité d'un fluide est directement proportionnelle à la force de ces forces. Comme un liquide est plus ordonné qu'un gaz, il s'ensuit que la viscosité de tout liquide doit être considérablement plus élevée que la viscosité de tout gaz.

Coefficient de viscosité

Chaque fluide a sa propre viscosité spécifique et la mesure de ceci est appelée le coefficient de viscosité, désigné par la lettre grecque mu. Le coefficient est directement proportionnel à la quantité de contrainte nécessaire pour cisailler un fluide. Un fluide visqueux nécessite beaucoup de stress ou de pression pour se déplacer; ceci est logique, car un fluide épais déforme moins facilement un fluide mince. La différence de vitesse d'un fluide entre le bord de contact (où il est nul) et le centre est une autre mesure de la viscosité. Ce gradient de vitesse est faible pour les fluides visqueux, ce qui signifie que la vitesse n'est pas beaucoup plus grande au centre que vers le bord.

La chaleur affecte la viscosité

Comme la viscosité est due à l'interaction intermoléculaire, cette propriété est affectée par la chaleur, étant donné que la chaleur est le résultat de l'énergie cinétique des molécules dans un fluide. Cependant, la chaleur a un effet très différent sur les liquides et les gaz. Chauffer un liquide entraîne une plus grande séparation de ses molécules, ce qui signifie que les forces entre celles-ci sont affaiblies. Par conséquent, la viscosité d'un liquide diminue lorsqu'il est chauffé. Le chauffage d'un gaz provoque l'inverse. Des molécules de gaz se déplaçant plus rapidement se heurteront plus souvent, ce qui entraînera une augmentation de la viscosité.

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