Viskozita vody

Viskozita vody v závislosti na teplotě

Tabulka ukazuje dynamickou a kinematickou viskozitu vody v závislosti na teplotě. Hodí se pro fyzikální výpočty, hydrauliku i laboratorní úlohy.

Dynamická i kinematická viskozita vody klesají s rostoucí teplotou. Hodnoty viskozity vody uvádí následující tabulka:

Zdroj: Dynamic and Kinematic Viscosity of Water in Imperial and SI Units

Hodnoty jsou zaokrouhlené a platí pro kapalnou vodu přibližně při běžném tlaku. Pro přesné inženýrské výpočty při vyšších tlacích nebo mimo běžný rozsah teplot je vhodné použít specializované vlastnostní tabulky nebo výpočetní formulace pro vodu.

Závislost viskozity vody na teplotě

Závislost viskozity vody na teplotě

Dynamická a kinematická viskozita

Dynamická viskozita η popisuje vnitřní tření kapaliny  – odpor, který klade proudění. Pro newtonovskou kapalinu, kterou je za běžných podmínek i voda, je definována Newtonovým zákonem viskozity:

τ = η · (dv/dy)

τ

smykové napětí [Pa]

η

dynamická viskozita [Pa·s]

dv/dy

gradient rychlosti kolmo na směr proudění [s⁻¹]

Kinematická viskozita ν = η / ρ je dynamická viskozita vydělená hustotou kapaliny ρ [kg·m⁻³]. Jednotkou je m²·s⁻¹. Praktickou jednotkou je centistokes: 1 cSt = 10⁻⁶ m²·s⁻¹. Proto se obě hodnoty u vody číselně podobají, ale nejsou totožné – hustota vody je přibližně 1 000 kg·m⁻³, nikoli přesně.

Jednotky: dynamická viskozita se v SI vyjadřuje v Pa·s; v praxi se běžně používá mPa·s = cP (centipoise). Voda při 20 °C má dynamickou viskozitu přibližně 1 mPa·s = 1 cP  – proto se často používá jako orientační referenční kapalina.

S rostoucí teplotou viskozita vody výrazně klesá. Voda při 80 °C tedy teče snáze než voda při 10 °C. Toto chování je typické pro kapaliny – u plynů je tomu naopak.

Časté otázky

Jaká je dynamická viskozita vody při 20 °C?

Přibližně 1,002 × 10⁻³ Pa·s, tedy asi 1 mPa·s nebo 1 cP. S teplotou výrazně klesá: při 0 °C je to 1,787 mPa·s, při 100 °C jen 0,282 mPa·s. Přesné hodnoty pro každou teplotu najdete v tabulce výše.

Jaká je jednotka viskozity?

Jednotkou dynamické viskozity v SI je pascal sekunda (Pa·s). V praxi se běžně používá mPa·s, která se rovná centipoise (cP): 1 mPa·s = 1 cP. Jednotkou kinematické viskozity je m²·s⁻¹; v praxi centistokes (cSt): 1 cSt = 10⁻⁶ m²·s⁻¹.

Jaký je vzorec pro dynamickou viskozitu?

Newtonův zákon viskozity: τ = η · (dv/dy), kde τ je smykové napětí [Pa], η je dynamická viskozita [Pa·s] a dv/dy je gradient rychlosti [s⁻¹]. Kinematická viskozita: ν = η / ρ, kde ρ je hustota kapaliny [kg·m⁻³].

Co je cP (centipoise) u vody?

Centipoise (cP) je starší, ale stále používaná jednotka dynamické viskozity: 1 cP = 1 mPa·s = 10⁻³ Pa·s. Voda při 20 °C má viskozitu přibližně 1 cP – proto se voda používá jako referenční kapalina. Kapaliny s vyšší hodnotou jsou viskóznější než voda.

Proč se viskozita vody s teplotou snižuje?

Při vyšší teplotě mají molekuly větší kinetickou energii a vodíkové vazby mezi nimi se snáze přerušují, takže vnitřní tření kapaliny klesá. U plynů je to naopak – jejich viskozita s teplotou roste.

Jaký je rozdíl mezi dynamickou a kinematickou viskozitou?

Dynamická viskozita η [Pa·s] popisuje vnitřní tření nezávisle na hustotě. Kinematická viskozita ν = η / ρ [m²·s⁻¹] ji vztahuje k hustotě kapaliny. U vody jsou obě hodnoty číselně blízké, protože hustota vody je přibližně 1 000 kg·m⁻³. Kinematická viskozita se používá v hydraulice a výpočtech proudění.