LEY DE NEWTON DE LA VISCOSIDAD

Un fluido se diferencia de un slido por su comportamiento cuando ste se somete a una fuerza. La fuerza aplicada tangencialmente se denomina esfuerzo cortante.

Cuando a un fluido se le aplica un esfuerzo cortante, el fluido exhibe una resistencia al movimiento, conforme continua dicho el fluido tiende a deformarse. Posteriormente fluye y su velocidad aumenta conforme aumenta el esfuerzo crece.

La resistencia al movimiento relativo entre las capas adyacentes en el fluido es una de sus propiedades, es la viscosidad; se dice que se presenta un rozamiento entre capas de fluido.

Las capas del fluido prximas a la placa slida tienen velocidades ms lentas que las alejadas debido a los procesos disipativos. Parte de la energa cintica que poseen las capas se transforma en calor.

Representando un fluido sea lquido o gas, que se encuentra contenido entre dos grandes lminas

planas y paralelas, de rea A, y que estn separadas entre s por una distancia pequea Y.

Supongamos que inicialmente el sistema se encuentra en reposo, t 0, la lmina inferior se pone en movimiento en direccin al eje X, con una

velocidad constante v.

A medida que transcurre el tiempo y se sigue aplicando la fuerza el fluido gana una determinada

cantidad de movimiento, conforme aumenta la velocidad llega finalmente a establecerse el perfil de velocidad en estado estacionario.

Para conservar el movimiento en estado estacionario, es preciso aplicar una fuerza constante F.

Para muchos fluidos se ha determinado en forma experimental que la fuerza tangencial F (Newton) aplicada una placa de rea A (m2) es directamente proporcional a la velocidad u (m/s) e

inversamente proporcional a la distancia y (m).

El esfuerzo cortante es: F/A= (Newton/m2)

El trmino (-dv/dy) se denomina velocidad de corte o de cizallamiento.

El factor de proporcionalidad es la viscosidad:

La ley de viscosidad de Newton es:

Los fluidos que cumplen la expresin anterior se denominan Newtonianos.

Para los fluidos Newtonianos la viscosidad permanece constante a pesar de los cambios en el esfuerzo cortante. Esto no implica que la viscosidad no vare sino que la viscosidad depende de

otros parmetros como la temperatura, la presin y la composicin del fluido. Para los fluidos no newtonianos, la relacin entre el esfuerzo cortante y la velocidad de cizalla no es constante, por lo tanto la viscosidad () no es constante.

Definicin: La viscosidad es la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales, la oposicin se debe a las fuerzas de cohesin moleculares. Se le denomina viscosidad absoluta.

Las unidades son: []: dina* s/m2 o Poise

La viscosidad cinemtica se define como el tiempo que demora en pasar el lquido de arriba hacia

abajo debido a su propia masa. Se calcula mediante la ecuacin: = /. Las unidades son: []= m2 /s; cm2 /s= Stokes

Referencias:

http://procesosbio.wikispaces.com/Ley+de+Newton www.tdx.cat ebookbrowsee.net/tema 4. IFA (Prof. RAMOS)

Profa. L. Mndez 2014