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Viscosidad

Viscosidad
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Leche.jpg
Concepto:La oposición de un fluido al movimiento al aplicársele una fuerza

Viscosidad. Es lo opuesto de fluidez; puede definirse de modo simplificado, como la mayor o menor resistencia que ofrece un líquido para fluir libremente. Todos los líquidos poseen algo de viscosidad.
En términos generales la viscosidad de un líquido es independiente de su densidad o gravedad específica, pero si depende de la temperatura a que se encuentre, siendo inversamente proporcional a esta.
La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad. De ahí que los fluidos de alta viscosidad presentan resistencia al fluir, mientras que los de baja viscosidad fluyen con más facilidad.

Viscosidad en fluidos

Para explicar el fenómeno en los fluidos primero imaginemos que tenemos un grupo de cartas de esas que se usan en los juegos de poker, colocamos el mazo completo unas sobre las otras perfectamente colocadas (ver esquema posición 1), luego aplicamos una fuerza tangencial sobre la carta que se encuentra arriba y ¿qué ocurre? Podemos apreciar una deformación en el mazo completo (ver esquema posición 2 y 3).

Esquema representativo de la viscosidad
En los fluidos las capas se distribuyen de la forma que muestra el esquema unas sobre las otras y las que están en contacto directo o más próximas a la fuerza que provoca el movimiento se desplazarán más rápido que las restantes, la velocidad irá disminuyendo de forma paulatina, marcada por el pequeño rozamiento que existe entre ellas, o sea, la viscosidad. Si tomamos un recipiente y lo llenamos de agua aplicando una fuerza tangencial en su superficie las capas superficiales se moverán mas rápido y este moviendo ira disminuyendo a medida que nos alejamos del lugar donde se aplique la fuerza.

La viscosidad solo es posible apreciarla en fluidos, o sea, en presencia de movimiento, si el sistema esta en reposo no hay oposición al movimiento en este caso la superficie del líquido permanecerá plana y en reposo oponiéndose a la única fuerza que actúa sobre el mismo, la gravedad.

En el caso de que la viscosidad sea muy grande, el rozamiento entre capas adyacentes también sería muy grande, por lo que no habría movimiento de unas respecto a las otras o este sería muy pequeño, por tanto, se estaría en presencia de un sólido. Y si la viscosidad fuera cero, estaríamos ante un superfluido, que presenta propiedades notables como escapar de los recipientes aunque no estén llenos, ejemplo: el nitrógeno líquido a temperatura y presión atmosférica.

La viscosidad es característica de todos los fluidos, líquidos y gases, aunque, en los gases su efecto suele ser despreciable, por lo que están más cerca de ser fluidos ideales.

Viscosidad en algunas sustancias

Los coloides por lo general poseen una viscosidad elevada, entre ellos podemos mencionar la gelatina y el agar agar sustancias que mientras están calientes poseen una viscosidad determinada, y que al enfriarse forman geles en forma de masa elástica no fluída. Otros ejemplos de coloides: La leche, la pectina y la sangre.

Gas (a 0 °C) Viscosidad dinámica: [μPa·s] Líquidos Viscosidad dinámica: [μPa·s]
Aire 17,4 Agua(20ºC) 1002
Hidrógeno 8,4 Leche(15ºCº en cp centipoise) 1028 – 1032
Xenón 21,2 Sangre(en Pa.s) 3,5 x 10-3

Unidad de medida

Viscosidad dinámica

La viscosidad de un fluido puede determinarse por un coeficiente, el coeficiente de viscosidad (η o μ) que es dependiente de la velacidad, asé tenemos:

  • En el sistema Internacional de Unidades (μ) = [Pa·s] = [kg·m-1·s1]

El pascal-segundo (pa*s).

  • En el sistema cegesimal de unidades

El poise (P), el nombre fue establecido en honor al fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). 1 poise = 1 [P] = 10-1 [Pa·s] = [10-1 kg·s-1·m-1]

Viscosidad cinemática

Es el cociente entre la viscosidad dinámica y la densidad (ν = μ/ρ).

  • En el sistema Internacional de Unidades

Viscosidad cinemática [ν] = [m2.s1]

  • En el sistema cegesimal de unidades

Viscosidad cinemática [ν] = (St) St (stokes)

Importancia

Esta magnitud es muy importante conocerla al diseñar conductos para fluidos, acueductos, oleoductos, en las fábricas para el bombeo y traslado de los materiales que se procesan. Para la lubricación de de motores de combustión, con el uso del aceite adecuado se logra una buena lubricación evitando el desgaste de las piezas del motor y logrando su buen funcionamiento.

Fuentes

  • Ing. Santibañez, María C. Tecnología Azucarera. Centro Nacional de Capacitación Azucarera MINAZ. Ciudad de la Habana, Cuba, 1983.
  • Viscosidad
  • Viscosidad concepto