Die dynamische Viskosität einer Flüssigkeit ist definiert als die aufgebrachte Scherspannung geteilt durch den Geschwindigkeitsgradienten, der erreicht wird, wenn eine Scherkraft auf eine Flüssigkeit ausgeübt wird. Die Viskosität variiert stark zwischen den Flüssigkeiten. Es ist wichtig für das Fließverhalten von Flüssigkeiten.
Der Begriff, der verwendet wird, um den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit zu beschreiben, ist Viskosität. Sirup ist viskoser als Wasser; Melasse dickflüssiger als Sirup. Die Viskosität ist das Ergebnis der Leichtigkeit, mit der Moleküle aneinander vorbeigleiten, und ist eine Funktion der Chemie, Form und Temperatur der Moleküle. Auch Gase haben unterschiedliche Viskositäten. Sauerstoff ist bei gleicher Temperatur doppelt so viskos wie Wasserstoff oder Ammoniak, während Stickstoff in der Mitte liegt.
Die klassische Viskositätsmessung stammt aus einem Test, der aus zwei glatten Platten besteht, die durch einen dünnen Flüssigkeitsfilm getrennt sind. Die Bodenplatte ist stationär. Der Experimentator versucht mit einer bekannten Kraft, die obere Platte über die untere Platte zu schieben. Innerhalb des Flüssigkeitsfilms haben die Moleküle neben der Bodenplatte die Geschwindigkeit Null. Die Flüssigkeitsmoleküle neben der oberen Platte haben die gleiche Geschwindigkeit wie die obere Platte.
Während die Flüssigkeit entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann, ist es bei diesem Test einfacher, an Flüssigkeiten zu denken. Wenn die Trennsubstanz der Platten Wasser ist, rutscht die obere Platte sehr leicht zur Seite. Bei Melasse als Flüssigkeit bewegt sich die obere Platte bei gleicher Kraft träge.
Eine Scherkraft ist in Richtung der Kraft gerichtet, im Gegensatz zu Zugkräften oder Druckkräften, die in diesem Fall die Kräfte wären, die erforderlich wären, um die Platten entweder auseinander oder näher zusammenzubewegen. Die Schubspannung ist die Scherkraft geteilt durch eine Flächeneinheit und wird in Newton pro Quadratmeter (N/m 2) oder Pascal (Pa) ausgedrückt. Viskositätsberechnungen werden normalerweise in metrischen Einheiten durchgeführt.
Der Geschwindigkeitsgradient ist die Differenz in der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit neben der unteren Platte, die null ist, im Vergleich zur Flüssigkeit neben der oberen Platte, die gleich der Strömungsgeschwindigkeit der oberen Platte ist. Die dynamische Viskosität ist dann die Scherspannung geteilt durch die Schergeschwindigkeit und wird in Pascal-Sekunden (Pa-s) gemessen. Praktisch wird die Viskosität in Centipoise (cPo) gemessen. Ein Centipoise entspricht einer Millipascal-Sekunde.
Ein weiteres Maß für die Viskosität ist die kinematische Viskosität. Die kinematische Viskosität ist die dynamische Viskosität geteilt durch die Dichte des Fluids. Die kinematische Viskosität ist einfacher zu messen als die dynamische Viskosität und wird daher häufig zur Bestimmung der dynamischen Viskosität verwendet.
Eine Newtonsche Flüssigkeit behält unabhängig von der Scherrate eine konstante dynamische Viskosität. Ketchup ist eine nicht-newtonsche Flüssigkeit. Es hat eine hohe dynamische Viskosität bei geringer Durchflussmenge, wird jedoch bei erhöhter Durchflussmenge fast so flüssig wie Wasser. Dies erklärt, warum die Leute Ketchup-Flaschen schütteln, um den Ketchup-Fluss zu beschleunigen, aber dann am Ende zu viel auf dem Teller haben.