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 per sollecitazione e scorrono meno facilmente, mentre i liquidi meno viscosi scorrono più facilmente e sono meno resistenti alle sollecitazioni. 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, detta 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 sforzo di taglio e gradiente di velocità. Quando la forza viene applicata perpendicolarmente alla superficie di un liquido, si deforma lateralmente o si taglia. La facilità o la difficoltà di questa deformazione è la viscosità dinamica, a volte indicata semplicemente come viscosità.
La viscosità cinematica, invece, 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 scorrerà 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 necessario per deformarsi. La viscosità dinamica può anche essere misurata con un’unità chiamata equilibrio, un’altra misura che mette in relazione la pressione rispetto al tempo. L’unità comune utilizzata per misurare la viscosità cinematica sono gli stokes, o centimetri quadrati al secondo, sebbene a volte venga utilizzata l’unità SI di metri quadrati al secondo.
L’uso di queste misurazioni 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 misura della viscosità cinematica viene utilizzata più spesso nei casi in cui un fluido deve fluire attraverso un tubo o lubrificare macchinari, come nel motore di un’auto.
Prodotti come l’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, nella stagione fredda l’olio si addensa e diventa più denso, facendolo scorrere meno facilmente. È importante conoscere sia i rapporti di viscosità dinamica che cinematica in questa situazione per prevedere come si comporterà l’olio a diverse temperature.