Viscosidad. ¿Qué es la cohesión?

Viscosidad[pic 1]

• ¿Qué es la viscosidad?

     Es la propiedad distintiva de los medios fluidos, pues relaciona la fuerza cortante aplicada por unidad de superficie con la velocidad de deformación resultante. La viscosidad se utiliza para evaluar la resistencia a fluir de los fluidos por el interior de conductos o a derramar por orificios (cuanto más grande es la viscosidad, mayor es la resistencia).

• ¿A qué se le conoce como flujo laminar?

    Es el tipo de movimiento de un fluido cuando éste es perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse. Las capas adyacentes del fluido se deslizan suavemente entre sí. El mecanismo de transporte es exclusivamente molecular. Se dice que este flujo es aerodinámico. Ocurre a velocidades relativamente bajas o viscosidades altas.

• ¿A qué se le conoce como flujo turbulento?

     Este tipo de flujo se caracteriza por el desorden de las partículas. A una cierta velocidad crítica, el flujo se volverá turbulento, con la formación de remolinos y movimiento caótico que no contribuyen al caudal de volumen. Esta turbulencia aumenta la resistencia de manera espectacular. Para obtener un aumento del caudal, se necesitará un gran aumento en la presión[pic 2]

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• Esfuerzo de corte. ¿Qué tiene que ver con la viscosidad?

     Llamado también esfuerzo de cizallamiento a diferencia del axiales producido por fuerzas que actúan paralelamente al plano que las resiste, mientras que los de tensión o de compresión lo son por fuerzas normales al plano sobre el que actúan. Por esta razón los esfuerzos de tensión y de compresión se llaman también esfuerzos normales, mientras que el esfuerzo cortante se puede denominar esfuerzo tangencial. En la mayoría de los casos el cizallamiento o corte tiene lugar en un plano paralelo a la carga aplicada.

     Si S es la superficie del fluido sobre la que se aplican las fuerzas, como ya hemos visto antes, existe un esfuerzo cortante ejercido sobre el fluido cuyo valor es F/S y su efecto es producir cierto desplazamiento ∆x. Sea dt el tiempo en el que el esfuerzo cortante produce un desplazamiento dx. La deformación elemental de cizalladura producida en dt es:

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de donde la variación con el tiempo de la deformación por cizalladura en un fluido es:

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se le llama también variación de la deformación, la cual es el cociente entre la variación de longitud producida y la longitud inicial del cuerpo.

• Movimientos. ¿Qué tienen que ver con la viscosidad?

     Los movimientos afectan directamente a la cantidad de movimientos de las moléculas que se encuentres, esto depende del tipo de flujo, así como del estado del material.

• ¿Cuántos tipos de movimientos existen donde está involucrada la viscosidad?

     Existen dos tipos de movimientos, los ordenados (cuando el flujo es laminar) es caracterizado por capas no-alteradas y se da en velocidades bajas. Mientras que el otro es el movimiento desordenado (cuando el flujo es turbulento), el cual es común se presente a velocidades altas y se caracteriza por fluctuaciones en la velocidad.

• ¿Qué es la cohesión?

     La cohesión es la fuerza de atracción que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia. La atracción molecular entre moléculas semejantes de un líquido recibe el nombre de fuerza cohesiva. Ésta fuerza da origen a la cohesión, o sea, a la tendencia de un líquido a permanecer como un conjunto de partículas.

     La cohesión parece que es la causa predominante de la viscosidad en un líquido, y como la cohesión decrece con la temperatura, la viscosidad también.

• ¿Qué es la actividad molecular?

     En los gases es la causa principal para que se creen esfuerzo de cortes aparentes. La actividad molecular se incrementa con el aumento de la temperatura lo que se traduce en una variación de la viscosidad. No obstante, la viscosidad es independiente de la presión.

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