Viscocidad

Es quizás el modelo que más se ha utilizado en la medida de viscosidades absolutas y relativas en líquidos puros y biológicos, en sus mezclas y, especialmente, en fluidos newtonianos.

Se basa en la ley de Poisseuille que permite conocer la velocidad de flujo de un líquido a través de un tubo, en función de la diferencia de presiones bajo las que se establece el desplazamiento. La simplificación del tratamiento numérico facilita la expresión que se aplica en la medida experimental.

r = t’/t.

en donde r representa la viscosidad relativa del líquido problema, respecto al agua u otro líquido, t’ y t los tiempos de flujo del estandar y del líquido, respectivamente, y la densidad.

La fuerza de fricción entre dos láminas contiguas de un fluido es F = S dv / dr, en donde S representa la superficie en contacto separadas a una distancia dr y con gradiente de velocidad dv/dr. La constante de proporcionalidad, , posee unas dimensiones de (masa)(longitud)-1(tiempo)-1. Su unidad en el sistema SI es kg.m-1s-1. En el sistema CGS se llama poisse y es igual a una décima parte de la unidad SI.

El viscosímetro de Ostwald es de vidrio. Posee un ensanchamiento en forma de ampolla provista de sendos enrases, conectado a un tubo capilar vertical que se une a un segundo ensanchamiento destinado a la colocación de la muestra en una primera operación, y del agua o líquido de referencia en otra operación complementaria. El conjunto se introduce en un baño termostático para fijar la temperatura con precisión. Es indispensable la concreción de este valor, porque la magnitud de la viscosidad, o de su inverso la fluidez, son altamente dependientes de la temperatura, como fue demostrado por Arrhenius, y anteriormente por el español J. de Guzmán Carrancio (1913). La dependencia se expresa como:

 = A exp(Evis/RT)

en donde Evis representa la barrera de energía que se precisa vencer para que se produzca un flujo elemental.

Ostwald, Friedrich Wilhelm (1853 - 1932). Considerado como el precursor de la moderna Química-Física. Nació en Riga (Letonia) y estudió en la Universidad de Dorpat. En 1881 fue designado profesor del Instituto Politécnico de Riga y desde 1887 hasta 1906 fue profesor de Química Física y director del laboratorio de Química de la Universidad de Leipzig. Es conocido, sobre todo, por sus aportaciones en el campo de la Electroquímica, así como por importantes estudios sobre la conductividad eléctrica y disociación electrolítica de los ácidos orgánicos. Ideó un viscosímetro que actualmente se sigue utilizando para medir la viscosidad de las disoluciones. En 1900 descubrió un método de obtención del ácido nítrico por oxidación del amoníaco. Este proceso, conocido como método de Ostwald, se utilizó en Alemania durante la I Guerra Mundial para fabricar explosivos cuando el bloqueo de los aliados cortó el suministro alemán regular de nitratos, y se continúa utilizando en la actualidad. Recibió, en 1909, el Premio Nobel de Química. Entre sus obras destacan Filosofía natural, (1902) y Ciencia del color, (1923). También a su hijo, Wolfgang Ostwald, famoso científico, se le considera generalmente el fundador de la Química de los coloides.

Viscosímetro de rotación de cilindros concéntricos

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El cilindro interior está unido a un soporte fijo mediante un resorte de torsión de coeficiente K.

El cilindro exterior se hace rotar con una velocidad angular constante 

Cuando el cilindro exterior gira arrastra al cilindro interior mediante la cizalladura que se transmite a través del fluido, hasta que el resorte de torsión detiene el cilindro interior, instante y estado en que puede leerse el valor del torque que señala el medidor.

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