A viscosidade cinemática é uma característica física fundamental de todos os meios líquidos e gasosos. Este indicador é de fundamental importância para determinar o arrasto de corpos sólidos em movimento e a carga que eles experimentam. Como você sabe, em nosso mundo, qualquer movimento ocorre no ambiente aéreo ou aquático. Nesse caso, os corpos em movimento são sempre afetados por forças cujo vetor é oposto à direção do movimento dos próprios objetos. Assim, quanto maior a viscosidade cinemática do meio, mais forte será a carga experimentada pelo sólido. Qual é a natureza desta propriedade de líquidos e gases?
A viscosidade cinemática, definida como atrito interno, é devido à transferência de momento das moléculas da substância perpendicularmente à direção do movimento de suas camadas com diferentes velocidades. Por exemplo, em líquidos, cada uma das unidades estruturais (molécula) é cercada por todos os lados por seus vizinhos mais próximos, localizados aproximadamente a uma distância igual ao seu diâmetro. Cada molécula oscila em torno de uma chamada posição de equilíbrio, mas, tomando impulso de seus vizinhos, dá um s alto acentuado em direção a um novo centro de oscilação. Em um segundo, cada uma dessas unidades estruturais de matéria tem tempo para mudar de local de residência cerca de cem milhões de vezes, fazendo s altos de uma a centenas de milhares de oscilações. Naturalmente, quanto mais forte for essa interação molecular, menor será a mobilidade de cada unidade estrutural e, consequentemente, maior será a viscosidade cinemática da substância.
Se qualquer molécula sofre a ação de forças externas constantes de camadas vizinhas, então nessa direção a partícula faz mais deslocamentos por unidade de tempo do que na direção oposta. Portanto, sua deambulação caótica se transforma em um movimento ordenado com certa velocidade, dependendo das forças que atuam sobre ele. Esta viscosidade é típica, por exemplo, de óleos de motor. Aqui, também é importante o fato de que as forças externas aplicadas à partícula em consideração realizam um tipo de separação das camadas através das quais a determinada molécula se comprime. Tal impacto, em última análise, aumenta a velocidade do movimento aleatório térmico das partículas, que não muda com o tempo. Em outras palavras, os líquidos são caracterizados por um fluxo uniforme, apesar da constante influência de forças externas multidirecionais, pois são equilibrados pela resistência interna das camadas de matéria, que determina apenas o coeficiente de viscosidade cinemática.
Com o aumento da temperatura, a mobilidade das moléculas começa a aumentar, o que leva a uma certa diminuição na resistência das camadas de matéria, pois em qualquer substância aquecida são criadas condições mais favoráveis para o livre movimento das partículas na direção da força aplicada. Isso pode ser comparado a como é muito mais fácil para uma pessoa se espremer em uma multidão em movimento aleatório do que em uma parada. As soluções poliméricas têm um indicador significativo de viscosidade cinemática, medida em Stokes ou Pascal segundos. Isso se deve à presença em sua estrutura de longas cadeias moleculares rigidamente ligadas. Mas à medida que a temperatura aumenta, sua viscosidade diminui rapidamente. Quando os produtos de plástico são pressionados, suas moléculas filamentosas e intrincadamente entrelaçadas são forçadas a uma nova posição.
A viscosidade dos gases a uma temperatura de 20°C e pressão atmosférica de 101,3 Pa é da ordem de 10-5Pas. Por exemplo, a viscosidade cinemática do ar, hélio, oxigênio e hidrogênio nessas condições será igual a 1,8210-5, respectivamente; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. E o hélio líquido geralmente tem a incrível propriedade de superfluidez. Esse fenômeno, descoberto pelo acadêmico P. L. Kapitsa, reside no fato de que este metal em tal estado de agregação quase não tem viscosidade. Para ele, esse valor é quase zero.
