粘性（物理学）

粘性（ねんせい、英: viscosity）とは、流体（液体や気体）が流れる際に生じる、内部摩擦の度合いを示す物理的性質です。物質の「ねばり」の強さを表し、粘度（粘性率、粘性係数）という数値で定量化されます。粘度は流体力学や材料工学において極めて重要な指標となります。

定義とニュートンの流体摩擦法則

粘性は、流体内部の層同士が異なる速度で移動する際に発生する剪断応力（せん断応力）として定義されます。面積 S の平板を間隔 h で配置し、相対速度 U で動かした際、流体内に生じる剪断応力 τ は以下の式で表されます。

この比例係数 μ が粘度です。より一般的には、速度勾配を用いて τ = μ(∂U/∂y) と記述され、これをニュートンの流体摩擦法則と呼びます。この法則に従う流体をニュートン流体と呼び、粘度がせん断速度に依存する物質は非ニュートン流体と呼ばれます。

動粘度

流体の密度 ρ で粘度 μ を割った値を動粘度（ν）と呼びます。これは重力の影響下での流動性を比較する際に用いられる指標です。

温度依存性

粘度は温度変化に対して敏感です。一般に液体の粘度は温度上昇とともに低下しますが、気体の粘度は温度上昇とともに上昇する傾向があります。この挙動は、分子運動論や活性化エネルギーの観点から説明されます。

物理的背景と測定

粘度は分子間の相互作用や平均自由行程に依存します。マントルのような固体に近い物質から、水や空気のような流体まで、広範囲な物質の物性を理解するために不可欠な概念です。