Soluzioni
  • Con viscosità dell'acqua ci si riferisce alla viscosità dinamica dell'acqua, il cui valore esprime la resistenza che all'interno di un flusso d'acqua gli strati adiacenti oppongono allo scorrimento reciproco.

    In condizioni di temperatura e pressione standard, ossia a 25 °C e alla pressione di 1 atm la viscosità dell'acqua è di 8,9×10-4 pascal per secondo.

    \eta_{acqua} = 8,9 \times 10^{-4} \mbox{ Pa} \cdot \mbox{s}\ \ \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 1 \mbox{ atm})

    Per capire cos'è la viscosità dell'acqua consideriamo un bicchiere d'acqua e un vasetto di miele aperto e supponiamo di rovesciarli sul tavolo. L’acqua fuoriesce dal bicchiere molto rapidamente, mentre il miele tende a essere frenato da una forma di attrito interno, che si oppone allo scorrimento. Tale proprietà è quantificata da una grandezza fisica detta viscosità.

    In generale, la viscosità si misura in poiseuille (PI) o in poise (P):

    - il poiseuille è un'unità di misura del Sistema Internazionale definita come il prodotto tra pascal e secondo

    1 \mbox{ PI} = 1 \ \mbox{Pa} \cdot \mbox{s} = \ 1 \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m} \cdot \mbox{s}}

    - il poise fa parte del Sistema CGS e si definisce nel modo seguente

    1 \mbox{ P} = 1 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm} \cdot \mbox{s}}

    dove \mbox{g} indica il grammo e \mbox{cm} rappresenta il centimetro.

    La relazione tra poiseuille (PI) e poise (P) è la seguente

    1 \mbox{ PI} = 10 \mbox{ P}

    Viscosità dell'acqua e temperatura

    La viscosità dell'acqua dipende dalla temperatura ed è pressoché indipendente dalla pressione; in particolare la viscosità diminuisce all'aumentare della temperatura.

    Poiché i valori di temperatura sono infiniti sarebbe impossibile riportare una tabella sulla viscosità dell'acqua al variare della temperatura. Tuttavia, per conoscere i valori della viscosità dell'acqua al variare della temperatura potete usare il seguente tool, in cui basta inserire il valore della temperatura con la corrispondente unità di misura e cliccare su Calcola.

    Il tool vi fornirà il valore della viscosità dinamica dell'acqua alla temperatura scelta e alla pressione standard di 1 atmosfera, riportandone il valore sia Pascal per secondo (poiseuille) che in poise.

    Per inserire misure sotto forma di numeri decimali usate il punto al posto della virgola, mentre per indicare le varie unità di misura della temperatura ricorrete ai simboli: K per i kelvin, C per i gradi centigradi, F per i gradi fahrenheit (senza °).

     

     

    Viscosità cinematica dell'acqua

    La viscosità cinematica (\nu) esprime la resistenza di un fluido a scorrere sotto l'influenza della forza di gravità e si definisce come il rapporto tra la viscosità dinamica (\eta) e la densità del fluido (\rho).

    \nu=\frac{\eta}{\rho}

    La sua unità di misura è il metro quadro su secondo (m2/s).

    Poiché sia la viscosità dinamica che la densità dell'acqua dipendono dalla temperatura, anche i valori della viscosità cinematica dell'acqua variano al variare della temperatura e si ottengono dal rapporto tra la viscosità dinamica dell'acqua e la sua densità.

    Esempio sul calcolo della viscosità cinematica dell'acqua

    Qual è la viscosità cinematica dell'acqua alla temperatura di 25 °C ?

    La viscosità dinamica dell'acqua a una temperatura di 25 °C è

    \eta_{acqua} = 8,9 \times 10^{-4} \mbox{ Pa} \cdot \mbox{s}\ \ \ \ \ (25 \ ^{\circ}\mbox{C}, \ 1 \mbox{ atm})

    A tali valori di pressione e temperatura la densità dell'acqua è approssimabile a 1 chilogrammo su metro cubo (1 kg/m3)

    \rho_{acqua} \simeq 1 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3}

    Dal rapporto tra viscosità dinamica e densità otteniamo la viscosità cinematica dell'acqua a 25 °C

    \\ \nu_{acqua} = \frac{\eta_{acqua}}{\rho_{acqua}} = \frac{8,9 \times 10^{-4} \mbox{ Pa} \cdot \mbox{s}}{1 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3}} = \\ \\ \\ = 8,9 \times 10^{-7} \ \frac{\mbox{m}^2}{\mbox{s}}

    ***

    Per un ripasso completo sul concetto di viscosità e per una tabella completa sui valori della viscosità dinamica dei vari fluidi potete consultare la lezione del link.

    Risposta di Galois
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