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La viscosité et la flottabilité sont deux facteurs qui affectent les fluides, tels que les liquides et les gaz. À première vue, les termes semblent très similaires, dans la mesure où ils semblent faire en sorte qu'un fluide résiste à tout objet qui le traverse. Cela est en fait faux, car les deux termes désignent en réalité des forces très spécifiques exercées soit extérieurement, soit intérieurement. Les variations des deux facteurs entraînent un comportement très différent des liquides et des gaz.
Flottabilité
La flottabilité fait référence à la force spécifique exercée par un liquide ou un gaz sur un objet qui y est immergé. C'est la force principale qui permet à un objet de flotter. Cependant, un objet flottant doit déplacer une masse d'eau supérieure à sa masse pour pouvoir flotter. Sinon, la force ascensionnelle ne sera pas assez grande pour l'empêcher de couler. Ceci est lié à la densité de l'eau; par exemple, si l'eau est plus dense, un objet plus lourd devra en déplacer moins pour rester à flot, car l'eau aura une plus grande masse.
Viscosité
La viscosité est simplement définie comme la résistance d'un liquide ou d'un gaz à l'écoulement. Moins le gaz ou le liquide est susceptible de s'écouler, plus il est visqueux. La viscosité dans les liquides et les gaz est causée par leur composition moléculaire; Les liquides ou les gaz très visqueux ont des maquillages moléculaires qui causent beaucoup de frictions internes lorsqu’ils se déplacent. Ce frottement résiste naturellement à l'écoulement. Les liquides et les gaz à faible frottement interne s'écouleront très facilement. La viscosité est différente de la flottabilité en ce sens qu'elle décrit les forces internes d'une substance plutôt qu'une force ascendante exercée par une substance sur une autre substance.
Flotter et couler
Bien que les deux facteurs de flottabilité et de viscosité permettent à un objet de flotter pendant une durée limitée, la viscosité n'est pas efficace pour maintenir un objet à flot indéfiniment. Lorsqu'un objet entre dans un liquide, le liquide qu'il déplace est forcé de s'écouler vers le bas d'un côté ou de l'autre, laissant ainsi la place à l'objet. Dans un liquide extrêmement visqueux, cet écoulement sera considérablement ralenti, ce qui signifie que l'objet peut rester au-dessus du liquide "déplacé" pendant un certain temps avant de couler. Cependant, même si la friction ralentit le mouvement interne, ce mouvement se produit toujours mais sûrement et l'objet finira par couler si la seule viscosité est un facteur.
Effet de la chaleur
L'application de chaleur affecte également la flottabilité et la viscosité différemment. Le chauffage d'une substance visqueuse diminue sa viscosité à mesure que les molécules contenues gagnent plus d'énergie et sont en mesure de surmonter plus facilement le frottement interne. L'effet de la chaleur sur la flottabilité dépend toutefois du type de liquide ou de gaz chauffé. Généralement, chauffer un liquide diminue sa densité, diminuant ainsi son potentiel à exercer une force de flottabilité, car la masse de fluide déplacé par volume diminue. Cependant, certains liquides, y compris l'eau, peuvent augmenter en densité lorsqu'ils sont légèrement chauffés. L’eau est la plus dense à 39,2 degrés Fahrenheit, donc chauffer de l’eau de 38 Fahrenheit à 39 Fahrenheit augmentera en fait son potentiel de force de flottabilité.