Beliebte Umrechnungen
3 PaarePascalsekunde ↔ Centipoise
Pa·s ↔ cP
Pascalsekunde ↔ Millipascalsekunde
Pa·s ↔ mPa·s
Pascalsekunde ↔ Poise
Pa·s ↔ P
Einheitenleitfäden
4 EinheitenKurz erklärt: viskositätseinheiten und umrechnungen
Viskosität (dynamische Viskosität) ist die physikalische Größe, die den Fließwiderstand eines Fluids beschreibt. Sie erklärt, warum 'dickflüssige' Fluide wie Honig langsamer fließen als 'dünnflüssige' Fluide wie Wasser.
Im Internationalen Einheitensystem ist die abgeleitete Einheit der dynamischen Viskosität Pascalsekunde (Pa·s); in Industrie und Motorölklassifizierung sind jedoch die aus dem CGS-System stammenden Einheiten Poise (P) und besonders Centipoise (cP) deutlich gebräuchlicher.
- Physikalische Größe
- Dynamische Viskosität
- Dimensionssymbol
- [ML⁻¹T⁻¹]
- Abgeleitete SI-Einheit
- Pascalsekunde
- SI-Einheitensymbol
- Pa·s
- Viskosität von Wasser (20 °C)
- ≈1 Centipoise (cP) = 0,001 Pa·s
Was ist Viskosität?
Viskosität bezeichnet die innere Reibung eines Fluids (Flüssigkeit oder Gas), also seinen Widerstand gegen Fließen. Ein Fluid mit hoher Viskosität (wie Honig) fließt langsam, während ein Fluid mit niedriger Viskosität (wie Wasser) leichter fließt.
Dynamische Viskosität wird meist mit dem Symbol μ (My) dargestellt und bildet in der Strömungsmechanik die Grundlage zahlreicher technischer Berechnungen, von der Rohrleitungsauslegung bis zur Motorölauswahl.
Die SI-Einheit der Viskosität: Pascalsekunde
Pascalsekunde (Pa·s) ist die abgeleitete SI-Einheit der dynamischen Viskosität. Eine Viskosität von 1 Pa·s bedeutet, dass unter bestimmten Standardbedingungen das Verhältnis von Schubspannung zu Schergeschwindigkeit zwischen den Fluidschichten gleich 1 ist.
Pa·s ist für die meisten im Alltag vorkommenden Fluide (Wasser, Luft) eine recht große Einheit; deshalb wird in der Praxis Millipascalsekunde (mPa·s) bevorzugt. Eine nützliche Gleichheit: 1 mPa·s entspricht genau 1 Centipoise (cP).
Poise und Centipoise: die von der Industrie bevorzugten Einheiten
Poise (P) ist eine Viskositätseinheit aus dem CGS-System (Zentimeter-Gramm-Sekunde) und ist nach dem französischen Physiologen Jean Léonard Marie Poiseuille benannt. 1 Poise entspricht 0,1 Pa·s.
Centipoise (cP) ist ein Hundertstel eines Poise und in der Praxis die am häufigsten verwendete Viskositätseinheit, da die Viskosität von Wasser bei 20 °C fast genau 1 Centipoise beträgt -- das macht sie zu einem anschaulichen Referenzwert.
Viskositätsbeispiele aus dem Alltag
Wasser hat bei 20 °C eine Viskosität von etwa 1 cP, Olivenöl etwa 80 cP, während Honig je nach Temperatur eine deutlich höhere Viskosität von 2000 bis 10.000 cP aufweist.
Motoröle liegen typischerweise zwischen 50 und 300 cP; da sich die Viskosität von Motoröl jedoch stark mit der Temperatur ändert (kalt dickflüssiger, warm dünnflüssiger), wird statt eines einzelnen festen Werts das SAE-Klassifizierungssystem verwendet (etwa 5W-30, 10W-40).
Wie verändert sich die Viskosität mit der Temperatur?
Bei Flüssigkeiten nimmt die Viskosität mit steigender Temperatur meist ab -- die Bindungen zwischen den Molekülen schwächen sich ab, und das Fluid fließt leichter. Deshalb fließt kalter Honig schwer vom Löffel, erwärmter Honig dagegen deutlich leichter.
Bei Gasen verhält es sich umgekehrt: Mit steigender Temperatur nimmt die Viskosität zu, da die schnellere Bewegung der Gasmoleküle die Zusammenstöße zwischen ihnen und damit die innere Reibung erhöht.
Zusammenhang zwischen Viskosität und Reynolds-Zahl
Die dynamische Viskosität ist eine direkte Komponente der Reynolds-Zahl-Formel (Re = ρvD/μ), die bestimmt, ob eine Strömung laminar (geordnet, geschichtet) oder turbulent (ungeordnet, verwirbelt) ist.
Fluide mit hoher Viskosität (wie Honig) besitzen eine niedrige Reynolds-Zahl und neigen daher leichter zu laminarer Strömung, während Fluide mit niedriger Viskosität (wie Luft) unter denselben Bedingungen leichter in Turbulenz übergehen können.
Wie wird Viskosität gemessen?
Viskosimeter sind Geräte zur Messung der Viskosität eines Fluids. Gebräuchliche Bauarten sind Kapillarviskosimeter (messen die Fließzeit durch ein enges Rohr), Rotationsviskosimeter (messen den Widerstand einer in das Fluid rotierenden Welle) und Kugelfall-Viskosimeter.
In der Industrie wird die Viskositätsmessung bei Motoröl und Lebensmitteln routinemäßig zur Qualitätskontrolle durchgeführt, um zu prüfen, ob ein Produkt die erwarteten Leistungs- oder Texturmerkmale erfüllt.