Viscocidad

Laboratorio 5- Viscosidad

Resumen—La práctica de viscosidad es una práctica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho en leyes físicas y químicas que nos permite entender porque tal compuesto es más espeso que otro.

I. Objetivos

Observar y analizar el comportamiento del movimiento de un cuerpo, cuando se mueve a través de un fluido, analizando las diferentes fuerzas que interactúan en este proceso. Como por ejemplo: el peso del cuerpo, las fuerzas de cohesión entre las moléculas del fluido o por fuerzas de adherencia entre el fluido y el recipiente que lo contiene, o entre el fluido y el sólido. A su vez, se trata de determinar el coeficiente de viscosidad de diferentes fluidos tales como: agua, alcohol, aceite y otros, utilizando el método de precipitación.

II. MARCO TEÓRICO

¿Qué es un fluido y qué lo caracteriza?

Un fluido puede definirse como una sustancia simple o compuesta, que ante los esfuerzos responde con un alto grado de deformación.

Los esfuerzos pueden ser:

Normales, cuando se aplican en sentido perpendicular al plano del fluido

De corte o cizalladura, cuando se aplican en sentido tangencial al del plano del fluido.

Un fluido posee la forma del recipiente que lo contiene y cualquier pequeño esfuerzo de cizalladura produce en los fluidos una deformación inelástica (es decir que al retirar el esfuerzo el fluido queda deformado) muy grande.

La magnitud de los esfuerzos de cizalladura o corte, necesarios para producir el cambio de forma de un fluido, depende únicamente de la viscosidad del mismo y de la rata de “resbalamiento”.

¿A qué se denomina cohesión y adherencia?

Cohesión: Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.

En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.

Adhesión: la adherencia se define como la atracción mutua entre superficies de dos cuerpos puestos en contacto, existen entre las moléculas de 2 faces liquidas en contacto entre sí.

El trabajo necesario referido a un área unitaria, para separar las 2 fases liquidas es denominado trabajo de adhesión.

¿A qué se denomina fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos? Cite algunos ejemplos.

Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. Los fluidos newtonianos son uno de los fluidos más sencillos de describir. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformación es lineal. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposición al pegamento, la miel o los geles y sangre que son ejemplos de fluido no newtoniano.

Un buen número de fluidos comunes se comportan como fluidos newtonianos bajo condiciones normales de presión y temperatura: el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales.

Fluidos newtonianos: Son llamados así después de que Isaac Newton describiera el fluido viscoso. No posee propiedades elásticas, es incomprensible, isotrópico y carece de estructura.

La viscosidad de un fluido es una auténtica propiedad termodinámica y varía con la temperatura y presión.

-Hidrógeno

-Aceite

-Aire

-Gasolina

-Agua

-Alcohol.Etílico

-Mercurio

Fluidos no newtonianos:

-Algunos tipos de barros

-Arcilla

-Algunas variedades de mieles

-Algunos metales (en su estado fundido)

-Algunos plásticos como la plastilina

-El cemento o yeso con agua

¿Qué diferencia hay entre viscosidad cinemática y viscosidad dinámica?

1. La viscosidad dinámica es conocida también como absoluta. Viscosidad es la resistencia interna al flujo de un fluido, originado por el roce de las moléculas que se deslizan unas sobre otras. Analiza esto: en un sólido, existe una estructura cristalina donde unas moléculas se enlazan de forma rígida y su estructura no cambia; en cambio, en un fluido las moléculas no permanecen en el mismo lugar dentro de la masa, sino que se mueven, pero a la vez tratan de mantenerse unidas: ese esfuerzo por permanecer en un lugar fijo es la resistencia al flujo y determina la viscosidad. La viscosidad dinámica se toma del tiempo que tarda en fluir un líquido a través de un tubo capilar a una determinada temperatura y se mide en "poises" (gr/cm*seg). Es decir, es inherente a cada líquido en particular pues depende de su masa.

2. La viscosidad cinemática representa esta característica desechando las fuerzas que generan el movimiento. Es decir, basta con dividir la viscosidad dinámica por la densidad del fluido y se obtiene una unidad simple de movimiento:

...