Qual è la differenza tra viscosità dinamica e cinematica?
La viscosità di un liquido è un'importante proprietà fisica che influenza il comportamento del liquido mentre scorre. I liquidi altamente viscosi sono più resistenti alla deformazione da stress e fluiscono meno facilmente, mentre i liquidi meno viscosi scorrono più facilmente e sono meno resistenti allo stress. I due modi principali per misurare la viscosità sono in termini di viscosità dinamica e cinematica. Queste misure sono correlate, ma hanno applicazioni diverse.
La viscosità dinamica, chiamata anche viscosità assoluta, è la misura più comunemente usata. Misura la resistenza di un fluido al flusso - in altre parole, l'attrito interno del fluido o la facilità con cui può deformarsi sotto stress meccanico a una data temperatura e pressione. La definizione tecnica di viscosità dinamica è il rapporto tra sollecitazione di taglio e gradiente di velocità. Quando la forza viene applicata perpendicolarmente alla superficie di un liquido, si deforma lateralmente o cesoia. La facilità o difficoltà di questa deformazione è la viscosità dinamica, a volte indicata semplicemente come viscosità.
La viscosità cinematica, al contrario, misura la resistenza del liquido a fluire in presenza di gravità. Questa misura si ottiene prendendo la viscosità dinamica del liquido e dividendola per la densità del liquido. Maggiore è la viscosità del liquido, meno facilmente fluirà sotto la forza di gravità e maggiore sarà la sua viscosità cinematica.
La viscosità dinamica e cinematica sono espresse in diverse unità di misura. Le unità di misura del Sistema internazionale di unità (SI) per la viscosità dinamica sono pascal-secondi. I pascal sono una misura della pressione - in questo caso, lo sforzo di taglio applicato al liquido - mentre i secondi misurano il tempo impiegato per deformarsi. La viscosità dinamica può anche essere misurata con un'unità chiamata equilibrio, un'altra misura relativa alla pressione rispetto al tempo. L'unità comune utilizzata per misurare la viscosità cinematica sono i picchetti, o centimetri quadrati al secondo, anche se a volte viene utilizzata l'unità SI di metri quadrati al secondo.
L'uso di misure di viscosità dinamica e cinematica è essenziale per varie applicazioni del mondo reale. Ad esempio, è importante formulare una vernice con una certa viscosità dinamica per garantire che possa essere miscelata e applicata nello spessore corretto. La misurazione della viscosità cinematica viene utilizzata più spesso nei casi in cui un fluido deve fluire attraverso un tubo o lubrificare macchinari, come in un motore di un'auto.
Prodotti come olio motore che sono soggetti a condizioni fisiche variabili devono avere una viscosità dinamica e cinematica specifica per comportarsi correttamente. La viscosità dei fluidi cambia in base alla temperatura e alla pressione. Ad esempio, quando fa freddo l'olio si addensa e diventa più denso, facendolo scorrere meno facilmente. È importante conoscere i rapporti di viscosità dinamica e cinematica in questa situazione per prevedere come l'olio si comporterà a temperature diverse.