Quelle est la différence entre la viscosité dynamique et cinématique?
La viscosité d'un liquide est une propriété physique importante qui influe sur le comportement du liquide lors de son écoulement. Les liquides très visqueux résistent mieux à la déformation due aux contraintes et s’écoulent moins facilement, tandis que les liquides moins visqueux s’écoulent plus facilement et résistent moins à la contrainte. Les deux principaux moyens de mesurer la viscosité sont en termes de viscosité dynamique et cinématique. Ces mesures sont interdépendantes mais ont des applications différentes.
La viscosité dynamique, également appelée viscosité absolue, est la mesure la plus couramment utilisée. Il mesure la résistance d'un fluide à l'écoulement - en d'autres termes, le frottement interne du fluide ou la facilité avec laquelle il peut se déformer sous une contrainte mécanique à une température et une pression données. La définition technique de la viscosité dynamique est le rapport entre la contrainte de cisaillement et le gradient de vitesse. Lorsqu'une force est appliquée perpendiculairement à la surface d'un liquide, elle se déforme latéralement ou se cisaille. La facilité ou la difficulté de cette déformation est la viscosité dynamique, parfois simplement appelée viscosité.
La viscosité cinématique, en revanche, mesure la résistance du liquide à l'écoulement en présence de gravité. Cette mesure est obtenue en prenant la viscosité dynamique du liquide et en la divisant par la densité du liquide. Plus la viscosité du liquide est élevée, moins il coulera facilement sous l'effet de la gravité et plus sa viscosité cinématique sera élevée.
Les viscosités dynamique et cinématique sont exprimées en différentes unités de mesure. Les unités de mesure du système international d'unités (SI) pour la viscosité dynamique sont exprimées en pascal-secondes. Les Pascals sont une mesure de la pression - dans ce cas, la contrainte de cisaillement appliquée au liquide -, tandis que les secondes mesurent le temps nécessaire pour se déformer. La viscosité dynamique peut également être mesurée avec une unité appelée le poisse, une autre mesure reliant la pression au temps. L'unité commune utilisée pour mesurer la viscosité cinématique est le nombre de centimètres (stokes) par seconde, bien que l'on utilise parfois l'unité SI de mètres carrés par seconde.
L'utilisation de mesures de viscosité dynamique et cinématique est essentielle pour diverses applications réelles. Par exemple, il est important de formuler la peinture avec une certaine viscosité dynamique pour pouvoir la mélanger et l’appliquer dans la bonne épaisseur. La mesure de la viscosité cinématique est utilisée plus souvent dans les cas où un fluide doit s'écouler dans un tuyau ou lubrifier une machine, comme dans un moteur de voiture.
Pour se comporter correctement, les produits tels que l'huile de moteur soumis à diverses conditions physiques doivent présenter une viscosité dynamique et cinématique spécifique. La viscosité des fluides varie en fonction de la température et de la pression. Par exemple, par temps froid, l'huile s'épaissit et se densifie, ce qui la fait couler moins facilement. Il est important de connaître les rapports de viscosité dynamique et cinématique dans cette situation pour prédire le comportement de l'huile à différentes températures.