Viscosidad

La viscosidad es la oposicin de un uido a las deforma-ciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesinmoleculares. Todos los uidos conocidos presentan algode viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula unaaproximacin bastante buena para ciertas aplicaciones.Un uido que no tiene viscosidad se llama uido ideal.La viscosidad solo se maniesta en lquidos enmovimien-to, se ha denido la viscosidad como la relacin existenteentre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. Es-ta viscosidad recibe el nombre de viscosidad absolutao viscosidad dinmica. Generalmente se representa porla letra griega .Se conoce tambin otra viscosidad, denominada visco-sidad cinemtica, y se representa por . Para calcularla viscosidad cinemtica basta con dividir la viscosidaddinmica por la densidad del udo = .[1]

1 Explicacin de la viscosidadImaginemos un bloque slido (no uido) sometido a unafuerza tangencial (por ejemplo: una goma de borrar so-bre la que se sita la palma de la mano que empuja endireccin paralela a la mesa.) En este caso (a), el mate-rial slido opone una resistencia a la fuerza aplicada, perose deforma (b), tanto ms cuanto menor sea su rigidez.Si imaginamos que la goma de borrar est formada pordelgadas capas unas sobre otras, el resultado de la defor-macin es el desplazamiento relativo de unas capas res-pecto de las adyacentes, tal como muestra la gura (c).En los lquidos, el pequeo rozamiento existente entre ca-pas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeamagnitud la que le conere al uido sus peculiares carac-tersticas; as, por ejemplo, si arrastramos la superciede un lquido con la palma de la mano como hacamoscon la goma de borrar, las capas inferiores no se move-rn o lo harn mucho ms lentamente que la supercie yaque son arrastradas por efecto de la pequea resistenciatangencial, mientras que las capas superiores uyen confacilidad. Igualmente si revolvemos con una cuchara unrecipiente grande con agua en el que hemos depositadopequeos trozos de corcho, observaremos que al revolveren el centro tambin se mueve la periferia y al revolver enla periferia tambin dan vueltas los trocitos de corcho delcentro; de nuevo, las capas cilndricas de agua se muevenpor efecto de la viscosidad, disminuyendo su velocidad amedida que nos alejamos de la cuchara.Cabe sealar que la viscosidad solo se maniesta en ui-

dos en movimiento, ya que cuando el uido est en reposoadopta una forma tal en la que no actan las fuerzas tan-genciales que no puede resistir. Es por ello por lo que lle-nado un recipiente con un lquido, la supercie del mismopermanece plana, es decir, perpendicular a la nica fuer-za que acta en ese momento, la gravedad, sin existir portanto componente tangencial alguna.Si la viscosidad fuera muy grande, el rozamiento entrecapas adyacentes lo sera tambin, lo que signica questas no podran moverse unas respecto de otras o lo ha-ran muy poco, es decir, estaramos ante un slido. Sipor el contrario la viscosidad fuera cero, estaramos anteun superuido que presenta propiedades notables comoescapar de los recipientes aunque no estn llenos (vaseHelio-II).La viscosidad es caracterstica de todos los uidos, tantolquidos como gases, si bien, en este ltimo caso su efec-to suele ser despreciable, estn ms cerca de ser uidosideales.

2 Expresiones cuantitativasExisten diversos modelos de viscosidad aplicables a sus-tancias que presentan comportamientos viscosos de dife-rente tipo. El modelo o tipo de uido viscoso ms sencillode caracterizar es el uido newtoniano, que es un modelolineal (entre el gradiente de velocidades y las tensionestangenciales) pero tambin existen modelos no linealescon adelgazamiento o espesamiento por cortante o comolos plsticos de Bingham.

2.1 Fluido newtoniano

En un uido newtoniano la fuerza de resistencia experi-mentada por una placa que se mueve, a velocidad cons-tante u0 por la supercie de un uido viene dada por:

FR = Au0h

donde:

FR , fuerza cortante (paralela a la velocidad).A , rea de la supercie del slido en contactocon el uido. , coeciente de viscosidad dinmica.

1

2 7 ENLACES EXTERNOS

h , altura del nivel de uido o distancia entre laplaca horizontal y el fondo del recipiente quecontiene al uido.

Esta expresin se puede reescribir en trminos de tensio-nes tangenciales sobre la placa como:

xy = @u@y

donde u es la velocidad del uido.

3 Unidades

3.1 Medidas de la viscosidadLa viscosidad de un uido puede medirse por un parme-tro dependiente de la temperatura llamado coeciente deviscosidad o simplemente viscosidad:

Coeciente de viscosidad dinmico, designadocomo o . En unidades en el SI: [] = [Pas] =[kgm1s1] ; otras unidades:

1 poise = 1 [P] = 101 [Pas] = [101kgs1m1]

Coeciente de viscosidad cinemtico, designadocomo , y que resulta ser igual al cociente entre elcoeciente de viscosidad dinmica y la densidad deluido. = /. (En unidades en el SI: [] = [m.s1].En el sistema cegesimal es el stokes St).

4 Vase tambin Efecto Coand Unidades de viscosidad Viscoelasticidad

5 Referencias[1] Flujo de Fluidos. Conceptos Generales. Universidad de

Sevilla.

6 Bibliografa Hatschek, Emil (1928). The Viscosity of Liquids.New York: Van Nostrand.

Massey, B. S.; A. J. Ward-Smith (2011).Mechanicsof Fluids (Ninth edicin). London; New York: SponPress. ISBN 9780415602594. OCLC 690084654. ISBN9780415602600, ISBN 9780203835449.

7 Enlaces externos Tabla de conversin entre sistemas de viscosidad. La tabla SAE J306 de clasicacin de aceites detransmisiones y diferenciales.

La tabla SAE J300 de clasicacin de aceites de mo-tores.

3En la animacin, el uido de abajo es ms viscoso que el dearriba.

(a) (b) (c)

Deformacin de un slido por la aplicacin de una fuerza tan-gencial.

Ejemplo de la viscosidad de la leche y el agua. Lquidos con altasviscosidades no forman salpicaduras.

boundary plate (2D, stationary)

velocity, u

fluid

y dimensionboundary plate (2D, moving)

gradient,

Esquema que permite entender la resistencia al avance de unaplaca horizontal sobre la supercie de un uido newtoniano.

4 8 TEXT AND IMAGE SOURCES, CONTRIBUTORS, AND LICENSES

8 Text and image sources, contributors, and licenses8.1 Text

Viscosidad Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad?oldid=81036218 Colaboradores: ELWilly, SpeedyGonzalez, Lourdes Carde-nal, Zwobot, Comae, Dodo, Sms, Cookie, Jsanchezes, Felipealvarez, Maose, Xuankar, Rembiapo pohyiete (bot), Magister Mathematicae,Orgullobot~eswiki, RobotQuistnix, Superzerocool, Yrbot, Oscar ., FlaBot, Varano, Vitamine, YurikBot, LoquBot, Alfredobi, CEM-bot,Heavy, Fedaro, Saul ip, Retama, Davius, Montgomery, Tortillovsky, Will vm, Isha, Xoneca, Jurgens~eswiki, JAnDbot, Ingolll, Gsrdzl, TXi-KiBoT, Humberto, Ricardolw, Algoban, Plux, Biasoli, Almendro, Lsaavedr, VolkovBot, Technopat, Queninosta, Matdrodes, House, Lu-cien leGrey, Muro Bot, Edmenb, Lsg, Racso, BotMultichill, Gerakibot, SieBot, Cobalttempest, Novelln, Tesi1700, Manw, Ken123BOT,Greek, El bot de la dieta, WikiBotas, HAPGFM, Tirithel, Antn Francho, Eduardosalg, Leonpolanco, Pan con queso, Poco a poco, Alexbot,Darkicebot, Valentin estevanez navarro, Frei sein, Raulshc, Aipni-Lovrij, UA31, AVBOT, Ellinik, MastiBot, MarcoAurelio, Diegusjai-mes, CarsracBot, Luckas-bot, Vic Fede, Fonadier, Ruy Pugliesi, SuperBraulio13, Ortisa, ChristianH, Xqbot, Jkbw, Dreitmen, Ricardogpn,Juan carvacho, RedBot, PatruBOT, Ripchip Bot, Foundling, Wikilptico, Miss Manzana, EmausBot, Savh, AVIADOR, Africanus, Mercu-rioMT, Emiduronte, WikitanvirBot, Tokvo, Rafaelkelvin, Antonorsi, UAwiki, Reformada, Travelour, Invadibot, El Bananero123456789,Acratta, Darckuslazcano, Creosota, Helmy oved, Cyrax, Mfenaux, Addbot, Mettallzoar, Balles2601, Mnbvcxzasdfghjkl, Valenrora2000,JeanPaul1337, Edje9907, Enrique Santos L., Jarould, Matiia, Lectorina y Annimos: 244

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Unidades Medidas de la viscosidad

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