Viskoznost je znanstveni izraz, ki opisuje odpornost proti pretoku tekočine. Tekočina je lahko tekočina ali plin, vendar je izraz pogosteje povezan s tekočinami. Preprost primer: sirup ima veliko večjo viskoznost kot voda: za premikanje žlice skozi kozarec sirupa je potrebna večja sila kot v kozarcu z vodo, ker je sirup bolj odporen proti tečenju okoli žlice. Ta upor je posledica trenja, ki ga povzročajo molekule tekočine, in vpliva tako na obseg, v katerem bo tekočina nasprotovala gibanju predmeta skozi njo, kot na pritisk, potreben za premikanje tekočine skozi cev ali cev. Na viskoznost vplivajo številni dejavniki, vključno z velikostjo in obliko molekul, interakcijami med njimi in temperaturo.
Merjenje
Viskoznost tekočine lahko merimo na več načinov z napravami, imenovanimi viskozimetri. Ti lahko merijo čas, potreben, da se tekočina premakne na določeno razdaljo skozi cev, ali čas, potreben, da predmet z dano velikostjo in gostoto pade skozi tekočino, ki nas zanima. Merska enota SI za to je pascal-sekunda, pri čemer je pascal enota tlaka. Ta kakovost se torej meri glede na tlak in čas, tako da bo viskozna tekočina pod danim tlakom potrebovala več časa, da se premakne na določeno razdaljo kot manj viskozna.
Dejavniki, ki vplivajo na viskoznost
Praviloma imajo tekočine z večjimi, bolj kompleksnimi molekulami višjo viskoznost. To še posebej velja za dolge, verižne molekule, ki jih najdemo v polimerih in težjih ogljikovodikovih spojinah. Te molekule se ponavadi zapletejo med seboj in ovirajo njihovo gibanje.
Drug pomemben dejavnik je način interakcije molekul med seboj. Polarne spojine lahko tvorijo vodikove vezi, ki povezujejo ločene molekule skupaj, kar poveča splošno odpornost proti pretoku in gibanju. Čeprav je voda polarna molekula, ima nizko viskoznost zaradi dejstva, da so njene molekule majhne. Najbolj viskozne tekočine so ponavadi tiste z dolgimi molekulami, ki imajo opazno polarnost, kot sta glicerin in propilen glikol.
Temperatura ima velik vpliv na viskoznost – tako zelo, da so meritve te kakovosti za tekočine vedno podane s temperaturami. V tekočinah se s temperaturo zmanjšuje, kar je razvidno, če segrejemo sirup ali med. To je zato, ker se molekule več gibljejo in zato preživijo manj časa v stiku med seboj. Nasprotno pa se odpornost proti gibanju v plinih povečuje s temperaturo. Ker se molekule hitreje premikajo, je med njimi več trkov, kar zmanjša sposobnost pretoka.
Pomen za industrijo
Surova nafta se pogosto dovaja na velike razdalje po regijah z različnimi temperaturami, zato se stopnja pretoka kot odziv na pritisk ustrezno spreminja. Nafta, ki teče skozi Aljasko, je zaradi različnih temperatur tal bolj viskozna kot nafta v cevovodih v Perzijskem zalivu, zato je za njen pretok potreben večji pritisk. Da bi rešili vprašanje sile, ki je potrebna za dovajanje olja skozi cevovode, senzorji v nekaterih ceveh merijo viskoznost tekočine in ugotovijo, ali je treba dodati večji ali manjši tlak, da ostane pretok olja konstanten in enakomeren.
Seveda se motorno olje spreminja tudi viskoznost, ko ga segreje motor. Olje, ki postane preredko zaradi vročine motorja, ne bo delovalo pravilno. Da bi rešili ta problem, se olju dodajo polimeri, ki ohranjajo konstantne stopnje trenja pri višjih temperaturah.
Pomen za vulkanizem
Viskoznost magme ali vroče, staljene kamnine pod zemeljsko površino je pomemben dejavnik pri preučevanju vulkanov. Tekoča lava ponavadi povzroči pogostejše, a manj silovite izbruhe, saj zlahka teče iz magmatskih komor in iz vulkana. Prav tako omogoča, da raztopljeni plin lažje izbruhne. Debelejša magma ta plin ujame pri visokem tlaku, zato je za izmet lave iz vulkana potrebna večja sila, kar omogoča, da se sčasoma poveča velik pritisk. Ko ta vrsta vulkana izbruhne, to stori eksplozivno, pogosto s katastrofalnimi posledicami.