Viskosität

Viskosität bezeichnet die Zähigkeit oder den Widerstand eines Fluids gegen Fließen. Sie ist ein Maß für die innere Reibung zwischen Schichten, die sich relativ gegeneinander bewegen. Die dynamische Viskosität, oft mit dem Symbol η oder μ bezeichnet, charakterisiert diese Reibung. Die SI-Einheit ist das Pascal-Sekunde (Pa·s). Die kinematische Viskosität ν ergibt sich aus ν = η/ρ, wobei ρ die Dichte ist, und hat die Einheit m²/s.

Flüssigkeiten lassen sich in Newtonsche und nicht-Newtonsche Viskositätsträger unterteilen. Newtonsche Flüssigkeiten weisen eine konstante Viskosität unabhängig vom Scherrate auf; Beispiele sind Wasser oder klare Öle. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten zeigen eine Veränderung der Viskosität mit dem Scherrate; Typen sind pseudoplastische (Schubabnahme der Viskosität), dilatante (Schubzunahme der Viskosität) sowie Bingham- bzw. Fließgrenze-Fluids mit einer Mindestscherspannung.

Die Viskosität hängt auch von Temperatur und Druck ab. Bei den meisten Flüssigkeiten sinkt die Viskosität mit steigender Temperatur; bei Gasen steigt sie in der Regel mit Temperatur. Druckeffekte spielen eine Rolle vor allem bei hohen Drücken oder bei komplexen Gemischen.

Messung erfolgt mit Viskometern. Typische Verfahren sind Kapillarviskosimetrie (z. B. Ostwald- oder Ubbelohde-Viskometer) und Rotationsviskosimetrie (Kegel‑/Platten- oder Zylindergeräte). Die Messung erfolgt idealerweise bei kontrollierter Temperatur, da Temperaturschwankungen die Ergebnisse stark beeinflussen.

Anwendungen betreffen die Beschreibung von Fließprozessen in Rohren, Schmierungstechnik, Lebensmitteln, Kosmetika und Chemikalien. Viskosität ist ein grundlegender Parameter in der Fluiddynamik und beeinflusst Strömung, Druckverluste und Reibung.