For a Newtonian fluid, Viskosität is a function of temperature and Druck but not shear rate. In liquids, viscosity decreases significantly as temperature increases because higher thermal energy allows molecules to overcome cohesive intermolecular forces more easily. Conversely, in gases, viscosity increases with temperature as more frequent molecular collisions at higher speeds lead to greater momentum transfer.
The relationship between viscosity and temperature is fundamentally different for liquids and gases, stemming from their distinct molecular mechanisms for momentum transfer. In liquids, molecules are closely packed and held together by strong intermolecular cohesive forces. Viscous forces arise from the resistance of these molecules to sliding past one another. As temperature rises, the kinetic energy of the molecules increases, allowing them to overcome these cohesive forces more readily. This results in a decrease in the liquid’s resistance to flow, and thus, a lower viscosity. This effect is pronounced; for example, the viscosity of water decreases by a factor of about 6 between 0°C and 100°C.
In Gasen sind die Moleküle weit voneinander entfernt und interagieren hauptsächlich durch Kollisionen. Die Viskosität eines Gases ist ein Maß für den Impulstransport zwischen Schichten, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Dieser Impuls wird durch Moleküle übertragen, die sich zwischen den Schichten bewegen und kollidieren. Mit steigender Temperatur erhöht sich die zufällige thermische Geschwindigkeit der Gasmoleküle. Dies führt zu häufigeren und energiereicheren Kollisionen, was zu einer effektiveren Impulsübertragung zwischen den Schichten und folglich zu einer Erhöhung der Viskosität führt. Dieses Verhalten war einer der frühen Erfolge der kinetischen Gastheorie, da es sich um eine kontraintuitive Vorhersage handelte, die später durch Experimente bestätigt wurde.
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