Viscosidad

En la animacin, el fluido de abajo es ms viscoso que el de arriba.Laviscosidades la oposicin de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesin moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones. Un fluido que no tiene viscosidad se llamafluido ideal.La viscosidad solo se manifiesta en lquidos en movimiento, se ha definido la viscosidad como la relacin existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Esta viscosidad recibe el nombre deviscosidad absolutaoviscosidad dinmica. Generalmente se representa por la letra griega.Se conoce tambin otra viscosidad, denominadaviscosidad cinemtica, y se representa por. Para calcular la viscosidad cinemtica basta con dividir la viscosidad dinmica por la densidad del fludo.1ndice[ocultar] 1Explicacin de la viscosidad 2Expresiones cuantitativas 2.1Fluido newtoniano 3Unidades 3.1Medidas de la viscosidad 4Vase tambin 5Referencias 6Bibliografa 7Enlaces externosExplicacin de la viscosidad[editar]Imaginemos un bloqueslido(no fluido) sometido a una fuerza tangencial (por ejemplo: una goma de borrar sobre la que se sita la palma de la mano que empuja en direccin paralela a la mesa.) En este caso (a), el material slido opone una resistencia a la fuerza aplicada, pero se deforma (b), tanto ms cuanto menor sea su rigidez.Si imaginamos que la goma de borrar est formada por delgadas capas unas sobre otras, el resultado de la deformacin es el desplazamiento relativo de unas capas respecto de las adyacentes, tal como muestra la figura (c).

Deformacin de un slido por la aplicacin de una fuerza tangencial.En los lquidos, el pequeo rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequea magnitud la que le confiere al fluido sus peculiares caractersticas; as, por ejemplo, si arrastramos la superficie de un lquido con la palma de la mano como hacamos con la goma de borrar, lascapasinferiores no se movern o lo harn mucho ms lentamente que la superficie ya que son arrastradas por efecto de la pequea resistencia tangencial, mientras que las capas superioresfluyencon facilidad. Igualmente si revolvemos con una cuchara un recipiente grande con agua en el que hemos depositado pequeos trozos de corcho, observaremos que al revolver en el centro tambin se mueve la periferia y al revolver en la periferia tambin dan vueltas los trocitos de corcho del centro; de nuevo, lascapascilndricas de agua se mueven por efecto de la viscosidad, disminuyendo su velocidad a medida que nos alejamos de la cuchara.

Ejemplo de la viscosidad de la leche y el agua. Lquidos con altas viscosidades no forman salpicaduras.Cabe sealar que la viscosidad solo se manifiesta en fluidos en movimiento, ya que cuando el fluido est en reposo adopta una forma tal en la que no actan las fuerzas tangenciales que no puede resistir. Es por ello por lo que llenado un recipiente con un lquido, la superficie del mismo permanece plana, es decir, perpendicular a la nica fuerza que acta en ese momento, lagravedad, sin existir por tanto componente tangencial alguna.Si la viscosidad fuera muy grande, el rozamiento entre capas adyacentes lo sera tambin, lo que significa que stas no podran moverse unas respecto de otras o lo haran muy poco, es decir, estaramos ante un slido. Si por el contrario la viscosidad fuera cero, estaramos ante unsuperfluidoque presenta propiedades notables como escapar de los recipientes aunque no estn llenos (vaseHelio-II).La viscosidad es caracterstica de todos los fluidos, tantolquidoscomogases, si bien, en este ltimo caso su efecto suele ser despreciable, estn ms cerca de ser fluidos ideales.Expresiones cuantitativas[editar]Existen diversos modelos de viscosidad aplicables a sustancias que presentan comportamientos viscosos de diferente tipo. El modelo o tipo de fluido viscoso ms sencillo de caracterizar es elfluido newtoniano, que es un modelo lineal (entre el gradiente de velocidades y las tensiones tangenciales) pero tambin existen modelos no lineales con adelgazamiento o espesamiento por cortante o como losplsticos de Bingham.Fluido newtoniano[editar]

Esquema que permite entender la resistencia al avance de una placa horizontal sobre la superficie de un fluido newtoniano.En un fluido newtoniano la fuerza de resistencia experimentada por una placa que se mueve, a velocidad constantepor la superficie de un fluido viene dada por:

donde:,fuerza cortante(paralela a la velocidad)., rea de la superficie del slido en contacto con el fluido., coeficiente de viscosidad dinmica., altura del nivel de fluido o distancia entre la placa horizontal y el fondo del recipiente que contiene al fluido.Esta expresin se puede reescribir en trminos de tensiones tangenciales sobre la placa como:

dondees la velocidad del fluido.Unidades[editar]Medidas de la viscosidad[editar]La viscosidad de un fluido puede medirse por un parmetro dependiente de la temperatura llamado coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad: Coeficiente de viscosidad dinmico, designado como o . En unidades en elSI: [] = [Pas] = [kgm1s1]; otras unidades:1 poise = 1 [P] = 10-1[Pas] = [10-1kgs-1m-1] Coeficiente de viscosidad cinemtico, designado como , y que resulta ser igual al cociente entre el coeficiente de viscosidad dinmica y ladensidaddel fluido. = /. (En unidades en el SI: [] = [m.s1]. En el sistema cegesimal es elstokesSt).Gas(a 0 C):Viscosidad dinmica[Pas]

Hidrgeno8,4

Aire17,4

Xenn21,2

Agua(20C)1002

Vase tambin:Unidades de viscosidadncepto de viscosidadLa viscosidad es una caracterstica de los fluidos enmovimiento, que muestra una tendencia de oposicin hacia su flujo ante la aplicacin de una fuerza. Cuanta msresistenciaoponen los lquidos a fluir, ms viscosidad poseen. Los lquidos, adiferenciade losslidos, se caracterizan por fluir, lo que significa que al ser sometidos a una fuerza, sus molculas se desplazan, tanto ms rpidamente como sea el tamao de sus molculas. Si son ms grandes, lo harn ms lentamente.

La viscosidad es medida con un viscosmetro que muestra la fuerza con la cual una capa de fluido al moverse arrastra las capas contiguas. Los fluidos ms viscosos se desplazan con mayor lentitud. El calor hace disminuir la viscosidad de un fluido, lo que lo hace desplazarse con ms rapidez. Cuanto ms viscoso sea el fluido ms resistencia opondr a su deformacin.Los materiales viscosos tienen la caracterstica de ser pegajosos, como los aceites o la miel. Si se vuelcan, no se derraman fcilmente, sino que se pegotean. Lo contrario ocurre con el agua, que tiene poca viscosidad. La sangre tambin posee poca viscosidad, pero ms que el agua. La unidad de viscosidad es el Poise.Si bien en los diccionarios aparece comosinnimode denso, hay materiales como el mercurio, que son densos pero no viscosos.Los fluidos no viscosos se denominan ideales, puestodoslos flujos algo de viscosidad tienen. Los fluidos con menor viscosidad (casi ideal) son los gases.Tambin se denomina viscoso a un tipo de tejido que se fabrica utilizando comomateria prima, la celulosa.

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