Пуаз — единица динамической вязкости¶

Пуаз (символьное обозначение: П, P; в системе СГС — дин) — внесистемная единица измерения динамической (абсолютной) вязкости в системе единиц СГС, названная в честь французского физика Жана-Луи-Мари Пуазейля. Одно из немногих названий единиц измерения, образованных от фамилии учёного и ставшее международным термином. В Международной системе единиц (СИ) пуаз соответствует паскаль-секунда (Па·с), равная 0,1 Па·с.

¶Определение и физический смысл

Динамическая вязкость характеризует внутреннее трение в жидкости или газе, то есть сопротивление, с которым среда препятствует относительному перемещению своих слоёв. Единица пуаз определяется следующим образом: один пуаз — это динамическая вязкость такой среды, в которой при градиенте скорости 1 с⁻¹ на расстоянии 1 см возникает касательное напряжение 1 дин/см². В пересчёте на систему СИ 1 П = 0,1 Па·с = 1 дин·с/см² = 1 г/(см·с).

Часто используется производная единица — сантипуаз (сП, cP), равная сотой части пуаза: 1 сП = 0,01 П = 0,001 Па·с = 1 мПа·с. Сантипуаз удобен тем, что вязкость воды при 20 °C практически равна 1 сП (точнее, 1,0016 сП), что делает сантипуаз естественной единицей для характеристики большинства жидких сред.

¶Историческая справка

Единица названа в честь Жана-Луи-Мари Пуазейля (1797—1869), французского врача и физиолога, исследовавшего движение жидкостей в тонких капиллярах. Его работы, опубликованные в 1838—1846 годах, экспериментально подтвердили теоретические результаты, полученные Г. Гагеном и Ж. Н. Пуассоном, и легли в основу закона Пуазейля о ламинарном течении в цилиндрической трубе. Формулировка единицы вязкости в терминах работы Пуазейля была предложена в 1880-е годы представителями французской физической школы, прежде всего Освальдом Гюло и его коллегами, и быстро получила международное признание. В 1922 году пуаз был официально включён в список единиц СГС, а в 1960 году, с принятием системы СИ, получил статус внесистемной единицы, допустимой к применению наравне с паскаль-секундой.

¶Соотношение с другими единицами

¶Типичные значения вязкости

Для ориентира: вязкость воздуха при 20 °C составляет около 1,8·10⁻⁵ Па·с (1,8·10⁻⁴ сП), воды при 20 °C — 1,0016 мПа·с (≈1 сП), моторного масла SAE 30 при 20 °C — порядка 200—400 сП, ртути — около 1,5 сП, глицерина — около 1500 сП. Вязкость газов с ростом температуры увеличивается, вязкость жидкостей, как правило, уменьшается.

¶Применение

Пуаз и сантипуаз исторически широко применялись в гидродинамике, реологии, химической технологии, нефтепромысловом деле и медицине. Вязкость крови здорового человека составляет около 3—4 сП, что традиционно оценивается именно в сантипуазах. В промышленности вязкость смазочных масел, полимерных расплавов, буровых растворов и пищевых продуктов также нередко выражается в сантипуазах.

В настоящее время в научной и технической литературе, как правило, рекомендуется использовать единицы СИ — паскаль-секунды и миллипаскаль-секунды, однако сантипуаз продолжает встречаться в отраслевых стандартах, технической документации и повседневной инженерной практике, особенно в нефтегазовой отрасли и медицине.

¶См. также

• Вязкость
• Закон Пуазейля
• Пуазейль, Жан-Луи-Мари
• Кинематическая вязкость (единица — стокс)

Источники:

• БСЭ, статьи «Вязкость», «Пуаз»
• Международная система единиц (СИ), ГОСТ 8.417—2002 «Единицы измерения величин»
• Справочник по физике, под ред. Ю. И. Данилова
• IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book)