Poise a stokes jsou dvě starší jednotky viskozity ze soustavy CGS. Stránka je spojuje, protože popisují dvě odlišné, často zaměňované veličiny – dynamickou a kinematickou viskozitu.
Dynamická vs. kinematická viskozita
Viskozita popisuje vnitřní tření tekutiny. Rozlišujeme dvě různé veličiny:
- Dynamická viskozita – míra odporu tekutiny vůči smykovému namáhání. Popisuje, jak silnou tečnou sílu je třeba vyvinout na posouvání jedné vrstvy kapaliny po druhé. Značí se zpravidla η nebo μ, v SI má jednotku pascal sekunda [Pa·s]. Starší jednotkou ze soustavy CGS je poise.
- Kinematická viskozita – dynamická viskozita dělená hustotou tekutiny. Popisuje, jak „rychle“ se v tekutině šíří hybnost. Značí se ν, v SI má jednotku metr čtvereční za sekundu [m2/s]. Starší jednotkou ze soustavy CGS je stokes.
Vztah mezi nimi je prostý: ν = η / ρ, kde ρ je hustota kapaliny. Obě veličiny se vztahují k témuž jevu, ale používají se v různých kontextech – dynamická viskozita například v hydraulice a reologii, kinematická zejména v hydromechanice a aerodynamice, kde vystupuje v Reynoldsově čísle.
Poise [P]
- Poise [P]
- je jednotka dynamické viskozity ze systému CGS.
- 1 P = 1 g·cm-1·s-1
- 1 P = 0,1 Pa·s
- 1 cP = 1 mPa·s
V praxi se často používá centipoise [cP], které zhruba odpovídá viskozitě vody při 20 °C (přibližně 1 cP = 1 mPa·s). Jednotka je pojmenována po francouzském lékaři a fyzikovi Jeanu-Léonardu-Marii Poiseuilleovi (1797 - 1869). Poiseuille se zabýval prouděním krve cévami a při studiu laminárního proudění odvodil zákon, který dnes nese jeho jméno (Hagen-Poiseuilleův zákon).
Stokes [St]
- Stokes [St]
- je jednotka kinematické viskozity ze systému CGS.
- 1 St = 1 cm2·s-1
- 1 St = 10-4 m2/s
- 1 cSt = 10-6 m2/s = 1 mm2/s
Také u stokesu se typicky pracuje s menší jednotkou – centistokesem [cSt], který odpovídá 1 mm2/s. Voda má při 20 °C kinematickou viskozitu asi 1 cSt. Jednotka je pojmenována po irském matematikovi a fyzikovi Georgeovi Gabrielu Stokesovi (1819 - 1903), který se mimo jiné podílel na formulaci rovnic proudění vazké tekutiny – dnes známých jako Navier-Stokesovy rovnice.
Tabulka převodů na SI
| Veličina | CGS jednotka | SI jednotka | Převod |
|---|---|---|---|
| dynamická viskozita | poise [P] | Pa·s | 1 P = 0,1 Pa·s |
| dynamická viskozita | centipoise [cP] | mPa·s | 1 cP = 1 mPa·s |
| kinematická viskozita | stokes [St] | m2/s | 1 St = 10-4 m2/s |
| kinematická viskozita | centistokes [cSt] | mm2/s | 1 cSt = 1 mm2/s |
Viz též
- CGS systém jednotek
- Měrné systémy
- Fyzici – Poiseuille, Stokes