Qu'est-ce que la viscosité en physique?

La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide aux tentatives de le traverser. Un fluide à faible viscosité est dit «mince», tandis qu'un fluide à viscosité élevée est dit «épais». Il est plus facile de traverser un fluide à faible viscosité (comme l'eau) qu'un fluide à haute viscosité (comme le miel).

Points clés à retenir: importance de la viscosité

• La viscosité, l '"épaisseur" du fluide, se réfère à la résistance d'un fluide à se déplacer à travers lui.
• L'eau a une viscosité faible ou "mince", par exemple, tandis que le miel a une viscosité "épaisse" ou élevée.
• La loi de la viscosité a des utilisations importantes dans des domaines tels que l'impression à jet d'encre, les formulations et injections de protéines, et même la fabrication d'aliments et de boissons.

Définition de la viscosité

La viscosité fait référence à l'épaisseur du fluide. La viscosité résulte de l'interaction ou de la friction entre les molécules d'un fluide. Semblable au frottement entre les solides en mouvement, la viscosité déterminera l'énergie requise pour faire couler un fluide.

En physique, la viscosité est souvent exprimée en utilisant l'équation d'Isaac Newton pour les fluides, qui est similaire à la deuxième loi du mouvement de Newton. Cette loi stipule que lorsqu'une force agit sur un objet, elle fera accélérer l'objet. Plus la masse de l'objet est grande, plus la force devra être élevée pour l'accélérer.

Formule de viscosité

La formule de viscosité est souvent exprimée en utilisant l'équation de Newton pour les fluides:

F / A = n (dv / dr)

où F représente la force et UNE représente la zone. Donc, FA, ou force divisée par la surface, est une autre façon de définir la viscosité. Dv divisé dr représente le «taux pur» ou la vitesse à laquelle le liquide se déplace. le n est une unité constante égale à 0,00089 Pa s (Pascal-seconde), qui est une unité de mesure dynamique de la viscosité. Cette loi a d'importantes applications pratiques telles que l'impression à jet d'encre, les formulations / injections de protéines et la fabrication d'aliments et de boissons.

Viscosité des fluides newtoniens et non newtoniens

La plupart des fluides courants, appelés fluides newtoniens, ont une viscosité constante. Il y a une plus grande résistance lorsque vous augmentez la force, mais c'est une augmentation proportionnelle constante. En bref, un fluide newtonien continue à agir comme un fluide, peu importe la force qui y est mise.

En revanche, la viscosité des fluides non newtoniens n'est pas constante, mais varie considérablement en fonction de la force appliquée. Un exemple classique d'un fluide non newtonien est Oobleck (parfois appelé "slime", et souvent fabriqué dans les classes de sciences de l'école élémentaire), qui présente un comportement solide quand une grande quantité de force est utilisée dessus. Un autre ensemble de fluides non newtoniens est connu sous le nom de fluides magnétorhéologiques. Ceux-ci répondent aux champs magnétiques en devenant presque solides mais en revenant à leur état fluide lorsqu'ils sont retirés du champ magnétique

Pourquoi la viscosité est importante dans la vie quotidienne

Bien que la viscosité puisse sembler d'une importance mineure dans la vie quotidienne, elle peut en fait être très importante dans de nombreux domaines différents. Par exemple:

• Lubrification dans les véhicules. Lorsque vous mettez de l'huile dans votre voiture ou votre camion, vous devez être conscient de sa viscosité. En effet, la viscosité affecte le frottement, et le frottement, à son tour, affecte la chaleur. De plus, la viscosité affecte également le taux de consommation d'huile et la facilité avec laquelle votre véhicule démarrera par temps chaud ou froid. Certaines huiles ont une viscosité plus stable, tandis que d'autres réagissent à la chaleur ou au froid; si l'indice de viscosité de votre huile est faible, elle peut s'amincir en chauffant, ce qui peut causer des problèmes lorsque vous conduisez votre voiture par une chaude journée d'été.
• Cuisine. La viscosité joue un rôle important dans la préparation et le service des aliments. Les huiles de cuisson peuvent ou non changer de viscosité en chauffant, tandis que beaucoup deviennent beaucoup plus visqueuses en refroidissant. Les graisses, qui sont modérément visqueuses lorsqu'elles sont chauffées, deviennent solides lorsqu'elles sont réfrigérées. Différentes cuisines reposent également sur la viscosité des sauces, des soupes et des ragoûts. Une soupe épaisse de pommes de terre et poireaux, par exemple, lorsqu'elle est moins visqueuse, devient de la vichyssoise française. Certains fluides visqueux ajoutent de la texture aux aliments; le miel, par exemple, est assez visqueux et peut changer la "sensation en bouche" d'un plat.
• Fabrication. L'équipement de fabrication nécessite une lubrification appropriée pour fonctionner correctement. Les lubrifiants trop visqueux peuvent bloquer et obstruer les canalisations. Les lubrifiants trop minces offrent une protection insuffisante pour les pièces mobiles.
• Médicament. La viscosité peut être d'une importance cruciale en médecine car des fluides sont introduits dans le corps par voie intraveineuse. La viscosité du sang est un problème majeur: le sang trop visqueux peut former des caillots internes dangereux, tandis que le sang trop mince ne coagule pas; cela peut entraîner une perte de sang dangereuse et même la mort.