Viskosität: Unterschied zwischen den Versionen
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Aktuelle Version vom 5. Februar 2019, 17:37 Uhr
| Viskosität | ||
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| vernetzte Artikel | ||
| Reibung | Motoröl | |
Viskosität charakterisiert das "Fließverhalten" bzw. die Zähigkeit einer Flüssigkeit. Je höher die Viskosität, desto "dickflüssiger" ist die Substanz.
Die V. resultiert aus den zwischenmolekularen Kräften in einem Fluid, ist also abhängig von der Kohäsion zwischen den Molekülen oder Teilchen. Man spricht daher auch von der inneren Reibung.
Inhaltsverzeichnis
Kinematische Viskosität
Die kinematische Viskosität ν (nü) wird mittels Kapillarviskosimeter bestimmt. Hierzu die Auslaufzeit gemessen, die ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen bei Prüftemperatur benötigt, um aus dem Kapillarviskosimeter zu fließen.
Übliche Einheit der kinematischen Viskosität ist mm²/s ≙ cSt.
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V = Flüssigkeitsvolumen; r = Radius der Kapillare; l = Länge der Kapillare; t = Auslaufzeit; g = Fallbeschleunigung; h = hydrostat. Druckhöhe, dies ist die Höhendifferenz zwischen Flüssigkeitsspiegel im Vorratsgefäß und der unteren Öffnung der Kapillare. |
Beispiele:
- Wasser hat bei 20°C eine kinematische Viskosität von 1 mm²/s
- Siliconöle mit definierten Viskositäten 10, 100, 1.000 cSt sind in der Sammlung vorhanden, s. Silicon
- weitere Werte s. Tabelle Eur.-TB (45. Aufl.), S. 267.
ISO-Viskositätsklassen
Bereiche kinematischer Viskosität bei 40°C werden zu ISO-Viskositätsklassen zusammengefasst. Liegt die kinematische Viskosität eines Schmieröls beispielsweise zwischen 420 - 500 mm²/s wird es ISO 460 zugeordnet.
- RM, S. 91: Bild 4-14: Viskositätsklasssifikationen
Dynamische Viskosität
Die dyn. V. η kann mit einem Kugelfallviskosimeter bestimmt werden. Aus der Fallzeit einer Kugel definierter Größe in einem mit dem Prüföl befüllten Glasrohr definierter Größe wird die dyn. Viskosität errechnet (Römpp):
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r = Radius der Kugel; R = Radius des Rohres; v = Fallgeschwindigkeit; ρK = Dichte der Kugel; ρFl = Dichte der Flüssigkeit; g = Fallbeschleunigung; Der Term (1 + 2,4 · r/R) ist ein Korrekturfaktor (1...3,4) zur Berücksichtigung, dass der theoretische Fall R/r = oo in der Praxis nicht vorliegt. |
|
Aus der Einheitengleichung (links) ergibt sich nach Kürzen und unter Berücksichtigung von 1 Pa = 1 N/m² die Einheit Pas (Pascalsekunde). |
SAE-Viskositätsklassen
Bei Kfz-Motorenölen erfolgt die Angabe der Viskosität gemäß SAE (Society of Automotive Engeneers), üblicherweise im Bereich zwischen SAE 5 (dünnflüssig) und SAE 50 (dickflüssig). Eine rechnerische Ableitung der SAE-Viskositätsklasse aus der kinematischen Viskosität ist nicht möglich, eine Zuordnungstabelle findet sich in:
- RM, S. 91: Bild 4-14: Viskositätsklasssifikationen
Beispiel: Bei 100°C (Betriebstemperatur) beträgt die kinematische Viskosität eines Motorenöls SAE 40 ca. 14 mm²/s, für SAE 10 ca. 5 mm²/s.
Umrechnung
Multipliziert man die kinematische Viskosität ν mit der Dichte der Flüssigkeit ρ, erhält man die dyn. V. η:
η = ν · ρ
Einheitenumformung
- Umrechnung verschiedener Viskositätseinheiten
- Pas = Nsm-2 = kg/ms
- alt: Angabe in Poise (P). 1 P = 0,1 Pas bzw. 1 cP = 1 mPas (1 Zentipoise = 1 Millipascal-Sekunde)
Temperaturabhängigkeit
Die Viskosität sinkt mit zunehmender Temperatur.
Experimentelle Bestimmung
Bestimme die Viskosität von Wasser bei unterschiedlicher Temperaturen (20°C, 40°C, 60°C) und leite aus Deinen Messwerten den Zusammenhang zwischen Temperatur und Viskosität ab.
Tabellelarisch
- das Öl wird dünnflüssiger, s. Tabelle RM 15-9
Rechnerisch
s. Formel RM 15.2.
Technische Bedeutung
Experimente
- Viskosität von Alkoholen, in: Chemie? - Aber sicher!, Seite 15-4
- Thixotropie von Gelatine-Gel, in: Ultraschall und Mikrowellenstrahlung, Versuch 6, Seite 157
Übungen
- RM 15.1, 15.2
| Im Chemiebuch ... | ||
|---|---|---|
| findest Du weitere Informationen zum Thema Viskosität: | ||
Chemie FOS-T
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Chemie heute
auf Seite |
Elemente Chemie
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Weblinks
- Viskosität als Google-Suchbegriff
- Viskosität in der Wikipedia
- Viskosität hier in bs-wiki.de mit Google
- Viskosität als Youtube-Video
- Viskosität von Flüssigkeiten: [1] [2]
