Viscosidad Definición fórmula

¿Qué es la viscosidad?

La mayoría de los fluidos ofrecen cierta resistencia al movimiento y a esta resistencia la llamamos «viscosidad». La viscosidad surge cuando hay movimiento relativo entre las capas del fluido. Más precisamente, mide la resistencia al flujo que surge debido a la fricción interna entre las capas de fluido cuando se deslizan unas sobre otras cuando el fluido fluye. La viscosidad también se puede considerar como una medida del espesor de un fluido o su resistencia a los objetos que lo atraviesan.

Un fluido con gran viscosidad resiste el movimiento porque sus fuertes fuerzas intermoleculares le dan mucha fricción interna, resistiendo el movimiento de las capas unas sobre otras. Por el contrario, un fluido con baja viscosidad fluye fácilmente porque su composición molecular produce muy poca fricción cuando está en movimiento. Los gases también presentan viscosidad, pero es más difícil notarla en circunstancias normales.

Definición de viscosidad

La definición de viscosidad es la siguiente:

La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido a fluir.

La unidad SI de viscosidad es poiseiulle (PI). Sus otras unidades son newton-segundo por metro cuadrado (N sm -2 ) o pascal-segundo (Pa s). La fórmula dimensional de la viscosidad es [ML -1 T -1 ].

La viscosidad de los líquidos disminuye rápidamente con el aumento de la temperatura y la viscosidad de los gases aumenta con el aumento de la temperatura. Así, al calentarse, los líquidos fluyen más fácilmente, mientras que los gases fluyen más lentamente. Además, la viscosidad no cambia con la cantidad de materia, por lo que es una propiedad intensiva.

Tipos de viscosidad

La viscosidad es la medida de la fricción del fluido con su flujo. Hay dos formas de medir la viscosidad del fluido de la siguiente manera:

  • Viscosidad dinámica (viscosidad absoluta)
  • Viscosidad cinemática

Una forma es medir la resistencia del fluido a fluir cuando se aplica una fuerza externa. Esto se conoce como viscosidad dinámica. Y la otra forma es medir el flujo resistivo de un fluido bajo el peso de la gravedad. A esta medida de la viscosidad del fluido la llamamos viscosidad cinemática.

Muchos se confunden entre las dos medidas de viscosidad y las consideran la misma. En realidad, tienen diferencias significativas entre ellos. Para algunas aplicaciones, la viscosidad cinemática es más útil que la viscosidad absoluta o dinámica.

Fluidos newtonianos y no newtonianos

La temperatura y la presión afectan la viscosidad de un fluido. La viscosidad de los líquidos aumenta rápidamente con el aumento de la temperatura. Al aumentar la presión, la viscosidad de las moléculas del líquido aumenta debido al aumento de la resistencia al flujo del líquido.

Si la viscosidad no cambia con la presión, describimos algo como un fluido newtoniano. Y, si la viscosidad cambia a medida que cambia la tensión o la temperatura, describimos algo como un fluido no newtoniano. El agua es un ejemplo de fluido newtoniano y la pasta de dientes es un ejemplo de fluido no newtoniano.

Medición de viscosidad

La forma elemental de medir la viscosidad es permitir que una esfera, como una bola de metal, caiga a través de un fluido y cronometrar la caída de la bola de metal. Cuanto más lentamente cae la esfera, mayor es la viscosidad. Pero el viscosímetro proporciona una medida más precisa de la viscosidad.

Viscosímetro de tubo en U

Los viscosímetros de tubo en U también se conocen como viscosímetros capilares de vidrio o viscosímetros de Ostwald.

Un viscosímetro consta de dos bulbos reservorios y un tubo capilar. En un brazo de la U está el capilar, una sección vertical de un orificio estrecho y preciso. Arriba, que es una bombilla, y con ella hay otra bombilla más abajo en el otro brazo, como se muestra en la imagen.

Viscosímetro de tubo en U

En uso, el bulbo superior aspira el líquido mediante succión y luego se hace que el líquido fluya hacia abajo a través del capilar hacia el bulbo inferior. Dos marcas (una encima y otra debajo del bulbo superior) indican un volumen conocido. El tiempo que tarda el líquido en pasar entre estas marcas es proporcional a la viscosidad cinemática.

La mayoría de las unidades comerciales cuentan con un factor de conversión. Se mide el tiempo que tarda el líquido de prueba en fluir entre dos puntos. Multiplicando el tiempo medido por el factor del viscosímetro se obtiene la viscosidad cinemática.

Preguntas frecuentes – Preguntas frecuentes

Q1

¿Qué es la viscosidad?

La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido a fluir.
Q2

¿Por qué la viscosidad es una propiedad intensiva?

La viscosidad no cambia cuando cambia la cantidad de materia, por lo tanto es una propiedad intensiva.
Q3

¿Cómo varía la viscosidad con la temperatura?

La viscosidad de los líquidos disminuye rápidamente con el aumento de la temperatura y la viscosidad de los gases aumenta con el aumento de la temperatura.
Q4

¿Cómo se relacionan la viscosidad y el caudal?

A medida que aumenta la viscosidad, el caudal disminuye. El caudal es inversamente proporcional a la viscosidad.
Q5

¿Qué es la viscosidad cinemática?

La viscosidad cinemática es una medida de la resistencia interna de un fluido a fluir bajo fuerzas gravitacionales.

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