Differenza tra densità e viscosità di un fluido con esempi

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Il liquido a destra appare più viscoso di quello a sinistra

La densità di un materiale è il rapporto tra la sua massa ed il suo volume (cioè massa diviso volume):

  • massa: è la quantità di materia espressa in kg presente in un corpo che determina il comportamento dinamico di quest’ultimo quando viene sottoposto all’influenza di forze esterne, come ad esempio una spinta;
  • volume: è lo spazio occupato nel corpo ed è espresso in m³ (metri cubi).

La massa non varia con la temperatura, mentre il volume può variare in funzione di essa: all’aumentare della temperatura un materiale può dilatarsi (diventando quindi meno denso, visto che la massa rimane la stessa) o contrarsi (diventando più denso). La densità, essendo un rapporto tra massa e volume, ha come unità di misura il kg/m³. Il materiale in esame può essere sia un liquido che un solido o un gas.

La viscosità è una grandezza fisica indicata con la lettera greca μ (“mi”) che riguarda i fluidi ed i gas e rappresenta la resistenza di un fluido allo scorrimento, è in altri termini il coefficiente di scambio di quantità di moto, cioè la resistenza che il fluido oppone allo scorrimento. Viene detta spesso viscosità dinamica per distinguerla dalla viscosità cinematica, che è una grandezza simile alla viscosità dinamica, ma dimensionalmente differente. Si definisce inoltre fluidità la grandezza reciproca della viscosità. Esempi di fluidi biologici più viscosi dell’acqua sono il sangue e lo sperma.

Un semplice esperimento

La viscosità di un fluido appare chiara ad esempio versando il fluido da un recipiente all’altro: un fluido poco viscoso come l’acqua si muove velocemente tra i due recipienti, seguendo la forza di gravità e distribuendosi rapidamente ed uniformemente nel contenitore in cui è versata, prendendone la forma; al contrario un fluido molto viscoso, come il miele, si muove più lentamente tra i due recipienti e ci mette molto più tempo ad assumere uniformemente la forma del nuovo contenitore.

Correlazione tra densità e viscosità

Densità e viscosità non sono necessariamente correlate: ad esempio un olio lubrificante può avere una densità minore dell’acqua (cioè galleggia sull’acqua) e ciononostante essere molto più viscoso dell’acqua; il miele invece, pur essendo anch’esso più viscoso dell’acqua, ha una densità maggiore dell’acqua (va a fondo se immerso in acqua). Non esiste quindi una correlazione diretta o indiretta tra le due misure, che valga in modo univoco per tutti i materiali.

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