粘度

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粘度（ねんど、英語：viscosity）は、流体のねばりの度合である。粘性率、粘性係数とも呼ぶ。

粘性のある液体を間にはさんだ面積 S の2枚の平板を相対速度 U で平行に動かすと、動いている方向と反対方向に剪断応力(摩擦応力ともいう) τが発生する。平板の間隔をh、液体と板の間に発生する力をF と置くと

$\tau = \frac{F}{S} = \mu \frac{U}{h}$

と表現される。μは(動粘度と区別するために) 絶対粘度という。量記号にはμのかわりにηを用いることもある。

これをもう少し一般化して記述する。剪断応力は単位時間当りの剪断変形率に比例する。面と垂直方向にy軸を取り、面の進行方向の速度流体の速度をuと置くと、

$\tau=\mu {\partial u \over \partial y}$

と表現される。これをニュートンの流体摩擦法則という。

また、粘度μが一定の流体をニュートン流体と呼ぶ。

SI単位はPa·s（パスカル秒）である。CGS単位系ではP（ポアズ）が用いられた。

[編集] 動粘度

粘度は、毛管粘度計など、細い管のなかを自重で通過する速度（時間）によって比較できるので、絶対粘度を密度で割った動粘度（動粘性係数ともいう）が指標として用いられる。

$\nu = \frac{\mu}{\rho}$

単位はSIでは m²/s であるが、cm²/s = 10⁻⁴m²/s = 1 St（ストークス）も使われる（即ち、1 mm²/s = 1 cSt（センチストークス））。工業的にはセイボルト秒も使われる。

潤滑油では、粘度指数 (VI) で、高温・低温の粘度を規定している。

液体の粘度は温度が上昇すると低下する。気体の粘度は温度が上昇すると上昇する。

固体から、液体への転移は粘度の急激な低下という見方もでき、ガラスのように、粘度で軟化温度などを定義することもある。

1 P（ポアズ） = 100 cP（センチポアズ） = 0.1 Pa･s（パスカル秒）

粘度の例
粘度 / Pa·s	例
4.5×10⁶	ガラスの軟化温度の定義粘度、自重で1mm/minの速度で伸びるぐらいの粘度
10⁴	ガラスの流動温度の定義粘度、ガラス成形作業の目安の粘度
8	マヨネーズ
0.5–1	20℃の潤滑油
0.001084	25℃のエタノール
0.000890	25℃の水
1.8×10⁻⁵	20℃の空気
0	超流動状態のヘリウム

英語版に0℃のいくつかの気体・液体についての粘度のデータがあるので参照されたい。