Το κινηματικό ιξώδες είναι ένα θεμελιώδες φυσικό χαρακτηριστικό όλων των μέσων αερίων και υγρών. Αυτός ο δείκτης είναι καθοριστικής σημασίας για τον προσδιορισμό της αντίστασης των κινούμενων στερεών σωμάτων και του φορτίου που αντιμετωπίζουν. Όπως γνωρίζετε, στον κόσμο μας, οποιαδήποτε κίνηση συμβαίνει στο περιβάλλον του αέρα ή του νερού. Στην περίπτωση αυτή, τα κινούμενα σώματα επηρεάζονται πάντα από δυνάμεις των οποίων το διάνυσμα είναι αντίθετο από την κατεύθυνση κίνησης των ίδιων των αντικειμένων. Συνεπώς, όσο μεγαλύτερο είναι το κινηματικό ιξώδες του μέσου, τόσο ισχυρότερο είναι το φορτίο που υφίσταται το στερεό. Ποια είναι η φύση αυτής της ιδιότητας των υγρών και των αερίων;
Το κινηματικό ιξώδες, που ορίζεται ως εσωτερική τριβή, οφείλεται στη μεταφορά ορμής των μορίων της ουσίας κάθετα προς την κατεύθυνση κίνησης των στρωμάτων της με διαφορετικές ταχύτητες. Για παράδειγμα, στα υγρά, κάθε μια από τις δομικές μονάδες (μόριο) περιβάλλεται από όλες τις πλευρές από τους πλησιέστερους γείτονές της, που βρίσκονται περίπου σε απόσταση ίση με τη διάμετρό τους. Κάθε μόριο ταλαντώνεται γύρω από μια λεγόμενη θέση ισορροπίας, αλλά, παίρνοντας ορμή από τους γείτονές του, κάνει ένα απότομο άλμα προς ένα νέο κέντρο ταλάντωσης. Σε ένα δευτερόλεπτο, κάθε τέτοια δομική μονάδα ύλης έχει χρόνο να αλλάξει τον τόπο διαμονής της περίπου εκατό εκατομμύρια φορές, κάνοντας μεταξύ άλματα από ένα έως εκατοντάδες χιλιάδες ταλαντώσεις. Φυσικά, όσο ισχυρότερη είναι αυτή η μοριακή αλληλεπίδραση, τόσο μικρότερη θα είναι η κινητικότητα κάθε δομικής μονάδας και, κατά συνέπεια, τόσο μεγαλύτερο είναι το κινηματικό ιξώδες της ουσίας.
Αν σε κάποιο μόριο επιδρούν σταθερές εξωτερικές δυνάμεις από γειτονικά στρώματα, τότε προς αυτή την κατεύθυνση το σωματίδιο κάνει περισσότερες μετατοπίσεις ανά μονάδα χρόνου παρά στην αντίθετη κατεύθυνση. Επομένως, η χαοτική περιπλάνησή του μετατρέπεται σε μια διατεταγμένη κίνηση με μια ορισμένη ταχύτητα, ανάλογα με τις δυνάμεις που ασκούν πάνω της. Αυτό το ιξώδες είναι χαρακτηριστικό, για παράδειγμα, των λιπαντικών κινητήρα. Εδώ, το γεγονός ότι οι εξωτερικές δυνάμεις που εφαρμόζονται στο υπό εξέταση σωματίδιο επιφέρουν εργασία σε ένα είδος ώθησης των στρωμάτων μέσω των οποίων συμπιέζει το δεδομένο μόριο είναι επίσης σημαντικό. Μια τέτοια πρόσκρουση αυξάνει τελικά την ταχύτητα της θερμικής τυχαίας κίνησης των σωματιδίων, η οποία δεν αλλάζει με το χρόνο. Με άλλα λόγια, τα υγρά χαρακτηρίζονται από ομοιόμορφη ροή, παρά τη συνεχή επίδραση εξωτερικών δυνάμεων πολλαπλών κατευθύνσεων, αφού εξισορροπούνται από την εσωτερική αντίσταση των στρωμάτων της ύλης, η οποία ακριβώς καθορίζει τον συντελεστή κινηματικού ιξώδους.
Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η κινητικότητα των μορίων αρχίζει να αυξάνεται, γεγονός που οδηγεί σε κάποια μείωση της αντίστασης των στρωμάτων της ύλης, αφού σε οποιαδήποτε θερμαινόμενη ουσία δημιουργούνται ευνοϊκότερες συνθήκες για την ελεύθερη κίνηση των σωματιδίων προς την κατεύθυνση της εφαρμοζόμενης δύναμης. Αυτό μπορεί να συγκριθεί με το πώς είναι πολύ πιο εύκολο για ένα άτομο να στριμώξει μέσα από ένα τυχαία κινούμενο πλήθος παρά μέσα από ένα ακίνητο. Τα διαλύματα πολυμερών έχουν σημαντικό δείκτη κινηματικού ιξώδους, μετρούμενο σε δευτερόλεπτα Stokes ή Pascal. Αυτό οφείλεται στην παρουσία στη δομή τους μακριών άκαμπτα συνδεδεμένων μοριακών αλυσίδων. Καθώς όμως η θερμοκρασία αυξάνεται, το ιξώδες τους μειώνεται γρήγορα. Όταν τα πλαστικά προϊόντα πιέζονται, τα νηματώδη, περίπλοκα συνυφασμένα μόριά του αναγκάζονται σε μια νέα θέση.
Το ιξώδες των αερίων σε θερμοκρασία 20°C και ατμοσφαιρική πίεση 101,3 Pa είναι της τάξης των 10-5Pas. Για παράδειγμα, το κινηματικό ιξώδες του αέρα, του ηλίου, του οξυγόνου και του υδρογόνου υπό τέτοιες συνθήκες θα είναι ίσο με 1,8210-5, αντίστοιχα. 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. Και το υγρό ήλιο γενικά έχει την εκπληκτική ιδιότητα της υπερρευστότητας. Αυτό το φαινόμενο, που ανακάλυψε ο Ακαδημαϊκός P. L. Kapitsa, έγκειται στο γεγονός ότι αυτό το μέταλλο σε τέτοια κατάσταση συσσωμάτωσης δεν έχει σχεδόν καθόλου ιξώδες. Για αυτόν, αυτός ο αριθμός είναι σχεδόν μηδενικός.
