צמיגות קינמטית היא מאפיין פיזי בסיסי של כל הגז והחומרים הנוזליים. מדד זה הוא בעל חשיבות מרכזית בקביעת הגרר של גופים מוצקים נעים והעומס שהם חווים. כידוע, בעולמנו, כל תנועה מתרחשת באוויר או בסביבת המים. במקרה זה, גופים נעים מושפעים תמיד מכוחות שהווקטור שלהם מנוגד לכיוון התנועה של העצמים עצמם. בהתאם לכך, ככל שהצמיגות הקינמטית של המדיום גדולה יותר, כך העומס שחווה המוצק חזק יותר. מה טיבו של תכונה זו של נוזלים וגזים?
צמיגות קינמטית, המוגדרת כחיכוך פנימי, נובעת מהעברת התנע של מולקולות חומר מאונכות לכיוון התנועה של שכבותיו במהירויות שונות. לדוגמה, בנוזלים, כל אחת מהיחידות המבניות (מולקולה) מוקפת מכל הצדדים בשכנותיה הקרובות ביותר, הממוקמות בערך במרחק השווה לקוטר שלהן.כל מולקולה מתנדנדת סביב מה שנקרא מיקום שיווי משקל, אך, תוך שהיא תופסת מומנטום משכנותיה, היא מבצעת קפיצה חדה לעבר מרכז תנודה חדש. תוך שנייה, לכל יחידת חומר מבנית כזו יש זמן לשנות את מקום מגוריה כמאה מיליון פעמים, תוך ביצוע בין קפיצות מאחת למאות אלפי תנודות. כמובן שככל שאינטראקציה מולקולרית כזו חזקה יותר, כך תהיה הניידות של כל יחידה מבנית נמוכה יותר, ובהתאם, ככל שהצמיגות הקינמטית של החומר תהיה גדולה יותר.
אם מולקולה כלשהי מושפעת על ידי כוחות חיצוניים קבועים משכבות שכנות, אז בכיוון זה החלקיק מבצע יותר תזוזות ליחידת זמן מאשר בכיוון ההפוך. לכן, שיטוטו הכאוטי הופך לתנועה מסודרת במהירות מסוימת, בהתאם לכוחות הפועלים עליה. צמיגות זו אופיינית, למשל, לשמני מנוע. כאן, חשובה גם העובדה שהכוחות החיצוניים המופעלים על החלקיק הנדון מבצעים עבודה על סוג של דחיקת השכבות שדרכן המולקולה הנתונה נלחצת. השפעה כזו מגדילה בסופו של דבר את מהירות התנועה האקראית התרמית של חלקיקים, שאינה משתנה עם הזמן. במילים אחרות, נוזלים מאופיינים בזרימה אחידה, למרות ההשפעה המתמדת של כוחות חיצוניים רב-כיווניים, שכן הם מאוזנים על ידי ההתנגדות הפנימית של שכבות החומר, שרק קובעת את מקדם הצמיגות הקינמטית.
עם עליית הטמפרטורה, הניידות של מולקולות מתחילה לעלות, מה שמוביל לירידה מסוימת בהתנגדות של שכבות החומר, שכן בכל חומר מחומם נוצרים תנאים נוחים יותר לתנועה חופשית של חלקיקים בכיוון של הכוח המופעל. ניתן להשוות זאת לאופן שבו קל הרבה יותר לאדם להידחק דרך קהל נע באקראי מאשר דרך קהל נייח. לפתרונות פולימרים יש אינדיקטור משמעותי של צמיגות קינמטית, הנמדד בשניות סטוקס או פסקל. זה נובע מהנוכחות במבנה שלהם של שרשראות מולקולריות ארוכות הקשורות בנוקשות. אבל ככל שהטמפרטורה עולה, הצמיגות שלהם יורדת במהירות. כשלוחצים על מוצרי פלסטיק, המולקולות החוטיות שלו, השזורות זה בזה, נאלצות להגיע למצב חדש.
הצמיגות של גזים בטמפרטורה של 20°C ולחץ אטמוספרי של 101.3 Pa היא בסדר גודל של 10-5Pas. לדוגמה, הצמיגות הקינמטית של אוויר, הליום, חמצן ומימן בתנאים כאלה תהיה שווה ל-1.8210-5, בהתאמה; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0.8810-5 Pas. ולהליום נוזלי יש בדרך כלל את התכונה המדהימה של נזילות-על. תופעה זו, שהתגלתה על ידי האקדמיה P. L. Kapitsa, טמון בעובדה שלמתכת זו במצב צבירה כזה אין כמעט צמיגות. עבורו, הנתון הזה כמעט אפס.
