Viskoznost

Viskoznost je termin latinskog porekla, nastao od latinske reči viscum, što u prevodu znači – lepak. Pojam viskoznosti, odnosno viskoziteta podrazumeva da određeni predmet ima visoki stepen lepljivostu (“viskozan” je sinonim za nešto lepljivo), a za određeno telo koje ima osobinu stalnog menjanja svog oblika, pritiskom na njegovu površinu, kaže se da je – viskozno. U hemiji se, na primer, ovaj termin prevodi kao – “celulozna masa koja služi za izradu veštačke svile i filmova”.

Viskoznost u oblasti fizike

Viskoznost u fizici se vezuje za tečnost i gradi se na Njutnovom i Stoksovom zakonu viskoznosti. Tečnost kroz cevi pokazuje da se ne kreće istom brzinom, odnosno da najveću brzinu imaju oni delovi koji prolaze duž ose cevi, a najmanju brzinu imaju oni delovi tečnosti koji prolaze uz zidove cevi. Ova dešavanja su ista i pri kretanju ravnih dasaka, tankera ili drugih sprava po površini mirne vode. Kada se određeno telo pokrene, tada i voda počinje da se kreće, ali ne kao celina, već po delovima koji imaju različite brzine kretanja. Kada dođe do povećanja rastojanja od određenog plovnog objekta, brzina delova tečnosti se smanjuje. Sve ove pojave govore o činjenici da postoji sila unutrašnjeg trenja u tečnostima, odnosno – viskoznost. Sila viskoznosti pruža sporije proticanje tečnosti i samo kretanje određenog tela kroz tečnost.

Isak Njutn viskoznost definiše preko sile viskoznosti, ukoliko je proticanje određene tečnosti slojevito, što znači da slojevi tečnosti klize jedan po drugome, pri čemu prilikom oticanja slojevi ne prelaze jedan u drugi. Kada se posmatra vrednost viskoznosti, jako su bitni i koeficijenti viskoznosti, kojih postoji nekoliko i međusobno se razlikuju po primenjenom naponu i fluidu.

Koeficijenti viskoznosti mogu biti:

  • apsolutna (dinamička) viskoznost – koja određuje dinamiku Njutnovog fluida,
  • kinematička viskoznost – predstavlja apsolutnu viskoznost podeljenu sa gustinom,
  • zapreminska viskoznost – određuje dinamiku Njutnovih fluida,
  • smicajna viskoznost – ovde je koeficijent viskoznosti primenjen naponom smicanja i
  • eksteziona viskoznost – ovde je koeficijent viskoznosti primenjen naponom istezanja.

Isak Njutn je, na osnovu svojih eksperimenata tvrdio da sila unutrašnjeg trenja pri slojevitom proticanju zavisi od vrste tečnosti, površine ploča, brzine pokretne ploče i rastojanja između ploča.

Džordž Stoks zakon viskoznosti definiše preko sile viskoznosti tečnosti koja utiče na kretanje određenih tela koja se u njoj nalaze (npr. podmornica, ronilac i sl.). Tečnost u tim slučajevima pruža otpor kretanju, koji potiče od viskoznosti. Stoksovi eksperminetalni radovi su pokazali da intezitet same sile zavisi od viskoznosti tečnosti, oblika i dimenzija tela i brzine kretanja određenog tela. Stoksov zakon, s’ toga definiše da se merenjem brzine ravnomernog kretanja predmeta poznatih dimenzija, može odrediti viskoznost tečnosti.

Viskoznost motornih ulja i maziva

Viskoznost ulja i maziva, uopšteno, ima dva prihvaćena sistema klasifikacije – ISO i SAE. Prvi sistem (ISO) se odnosi na tečna industrijska ulja, a drugi sistem (SAE) se odnosi na motorna ulja, ulja za menjače i diferecijale na motornim vozilima. Inicijal “SAE” je nastao od strane Društva automobilskih inženjera Amerike (Society of Automotive Engineers).

Viskoznost ulja podrazumeva veličinu unutrašnjeg trenja između molekula ulja, odnosno podrazumeva slojevito kretanje ulja pri određenoj temperaturi, tj. najjednostavnije rečeno – predstavlja unutrašnje trenje tečnosti. Nastaje kao posledica delovanja sile između molekula u fluidu. Motorno ulje koje ima veću viskoznost, nego što je potrebno motoru, daje veći otpor pri samom kretanju i otežava pokretanje motora koji je hladan. Motorno ulje koje ima manju viskoznost znatno manje je otporno i lakše se razara pod dejstvom pritiska koji se nalazi između kliznih površina. Viskoznost motornog ulja se menja u zavisnosti od temperature, te sa povećanjem temperature – viskoznost opada, a sa snižavanjem temperature – viskoznost raste (viša temperature = ređe motorno ulje / niža temperature = gušće motorno ulje). Što je veći broj oznake SAE, to znači da je viskoznost motornog ulja veća. Motorima automobila se preporučuje upotreba motornog ulja SAE 10 (tokom zime) i SAE 30 (tokom leta), dok se u menjaču automobila upotrebljava – SAE 90.

Viskoznost krvi u organizmu čoveka

Cirkulacija krvi (circulation sanguinis, lat.) kroz organizam čoveka predstavlja neprekidno kretanje krvi kroz šupljine srca i krvne sudove i time omogućava normalno funkcionisanje svih organa u organizmu. Otpor protoka krvi zavisi i od viskoznosti krvi, a rezultati pomenutog su proistekli od od osnovnih Zakona fizike. Iz razloga što se krv sastoji od tečne komponente (krvne plazme) i čvrste komponente (ćelijski elementi), ona nema konstantni sastav i viskoznost, pa uz pojavljivanje slojevitog strujanja, primena pomenutih Zakona nije jednostavna, ali ipak jedina objašnjava sva dešavanja u organizmu, a da su vezana za cirkulaciju krvi.

Viskoznost krvi je uzrok poremećaja cirkulacije. Krv u arterijama obuhvata 10 % od ukupnog obima cirkulacije, koliko iznosi i u venama, što je ukupno 20 %. Ostalih 80 % , krv se nalazi u arteriolama, venulama i kapilarima organizma čoveka. Viskoznost krvi najčešće zavisi od broja eritrocita i sa povećanjem eritrocita u krvi, povećava se i viskoznost. Takođe, viskoznost krvi je jedan od osovnih faktora koji predstavljaju rizik za pojavu kardiovasularnih bolesti i ona se može smanjiti redovnim doniranjem krvi kod pacijenta.