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Mechanik
Viskosität (VIS)
v 4
v 3
v 2
v 1
Platte 2, Geschwindigkeit v=0
Platte 1, Geschwindigkeit v
Die Einheit der Viskosität η ist die Pascal-Sekunde (Pa s)
1 Pa s = 1
x
N · s kg
= 1
m2 m · s
Stand: 26.03.09
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Abbildung 1:
Flüssigkeitsschichten
In Tabellenwerken findet man auch noch die (alte) Einheit Poise (Zeichen P),
1 P = 0,1 Pa s bzw. 1 cP = 1 mPa s (3)
Analog zur obigen Herleitung und Definition der Viskosität von Flüssigkeiten lässt sich
auch die Viskosität von Gasen erklären.
In der Tabelle 1 sind die Viskositäten einiger Flüssigkeiten und Gase aufgelistet. Zu beachten
ist, dass die Viskosität einer Flüssigkeit bei Temperaturerhöhung zumeist sinkt, die
von Gasen steigt. Die Angabe eines Viskositätswertes ohne Temperatur ist daher wenig
aussagekräftig und sollte in ihrer Auswertung nicht vorkommen
Der Quotient von dynamischer Zähigkeit η und Dichte ρ heißt kinematische Viskosität
(2)
ν := η/ρ (4)
(ν ist hier der griechische Buchstaben ny). ν hat die Einheit (m 2 /s), die ältere Einheit ist
Stokes (1 St = 10 −4 m 2 /s)
Falls η unabhängig von der Geschwindigkeit v ist, so spricht man von einer Newtonschen
Flüssigkeit; wir erhalten bei diesen das oben angesprochene, lineare Geschwindigkeitsprofil.
Newtonsche Flüssigkeiten sind die meisten reinen Flüssigkeiten, z.B. Wasser. Erweist
sich η als nichtkonstante Funktion von v, dann heißt die Flüssigkeit nicht-Newtonsch.
Von der physikalischen Theorie lassen sich die Newtonschen Flüssigkeiten leichter behandeln,
aber weiter verbreitet sind die Nicht-Newtonschen. Margarine gehört beispielsweise
zur Gruppe der thixotropen Flüssigkeiten, das bedeutet, ihre Viskosität nimmt unter dem
Einfluss der Schubkraft ab. Thixotrop sind auch Ketchup, Rasiercreme und einige Malerfarben.
Tabelle 1: Viskositäten von Flüssigkeiten und Gasen bei 20 ◦ C und Normaldruck
Stoff Viskosität (mPa s)
Diäthyläther 0,240
Wasser 1,002
Motoröl 100-600
Glyzerin (rein) 1480 (mit Wasser: Faktor 10 und mehr kleiner)
Luft 0,0182
Wasserstoff 0,0088
c○ 2008, TU-München, Physikalisches Praktikum