ポイズ（Poise）とは？粘度の単位としての定義と換算方法を解説

液体や気体が流れる際の「ねばりけ」を示す指標である粘度。科学や工業の分野でこの粘度を測定する際によく登場するのが「ポイズ（Poise）」という単位です。本記事では、ポイズの定義から、実務でより頻繁に利用されるセンチポイズ（cP）との関係、そして国際単位系（SI）への換算方法までを詳しく解説します。

ポイズの基礎知識と定義

ポイズ（記号：P）は、CGS単位系（センチメートル・グラム・秒単位系）において絶対粘度（動的粘度）を表すために用いられる単位です。この名称は、流体力学における重要な方程式である「ハーゲン・ポアズイユ式」で知られるフランスの科学者、ジャン・レオナール・マリー・ポアズイユにちなんで名付けられました。

物理的な次元としては、「力 × 時間 / 面積」で定義されます。CGS単位系における具体的な導出は、1ポイズ ＝ 1 dyn⋅s/cm² となります。

実用的な単位「センチポイズ（cP）」

実際の研究や産業現場では、ポイズそのものよりも、その100分の1の単位であるセンチポイズ（cP）が広く利用されています。なぜなら、標準的な条件下（温度20℃）における水の粘度が、ほぼ正確に1 cPであるため、比較基準として非常に扱いやすいからです。

センチポイズは、SI単位系におけるミリパスカル秒（mPa⋅s）と等価であり、1 cP ＝ 1 mPa⋅s という関係が成り立ちます。表記としては「cP」が一般的ですが、稀に「cps」「cp」「cPs」と記載される場合もあります。

単位換算とSI単位系との関係

現代の科学的な標準である国際単位系（SI）では、粘度の単位としてパスカル秒（Pa⋅s）が採用されています。ポイズからSI単位へ換算する場合、10ポイズが1パスカル秒に相当します。

例えば、25℃、1気圧における液体の水の粘度は約0.00890 Pであり、これをセンチポイズに直すと0.890 cP（または0.890 mPa⋅s）となります。

粘度単位の換算まとめ

単位名	記号	CGS基本単位	SI単位への換算
ポイズ	P	1 g/(cm⋅s)	0.1 Pa⋅s
センチポイズ	cP	0.01 g/(cm⋅s)	0.001 Pa⋅s (1 mPa⋅s)

Key Facts

• 定義: ポイズ（P）はCGS単位系における絶対粘度の単位である。
• 由来: 科学者ジャン・レオナール・マリー・ポアズイユに由来する。
• 基準: 20℃の水の粘度が約1 cPであるため、センチポイズが多用される。
• 換算: 1 P = 0.1 Pa⋅s であり、1 cP = 1 mPa⋅s と等しい。
• 物理次元: [M¹ L⁻¹ T⁻¹]（質量/長さ・時間）で表される。

Frequently Asked Questions

ポイズとセンチポイズの違いは何ですか？

センチポイズ（cP）はポイズ（P）の100分の1の大きさの単位です。1 P = 100 cP となります。

SI単位系ではどのように表記しますか？

SI単位系ではパスカル秒（Pa⋅s）を使用します。1 Pa⋅s は 10 P に相当します。

なぜセンチポイズがよく使われるのですか？

20℃における水の粘度がほぼ1 cPであるため、多くの液体を水と比較して評価する際に非常に便利だからです。

ポイズの物理的な定義は何ですか？

CGS単位系において、1 dyn⋅s/cm²（1ダイン・秒/平方センチメートル）として定義されています。

水の粘度は温度によって変わりますか？

はい、変化します。例えば25℃、1気圧における水の粘度は約0.890 cPであり、20℃の時（約1 cP）よりも低くなっています。