¿Qué determina la viscosidad de un fluido?

La viscosidad de un fluido se refiere a la facilidad con que se mueve bajo tensión. Un fluido muy viscoso se moverá con menos facilidad que un fluido de baja viscosidad. El término fluido se refiere a líquidos y gases que tienen viscosidad. La predicción y medición precisas del comportamiento de un fluido en movimiento es esencial en el diseño de plantas y aparatos industriales eficientes.

Un fluido en movimiento se adhiere a la superficie del vaso a través del cual fluye. Esto significa que la velocidad de un fluido debe ser cero en la pared de la tubería o contenedor. La velocidad del fluido aumenta alejándose de la superficie del recipiente, por lo que un fluido realmente se mueve a través de un recipiente en capas. La deformación de este fluido se llama cizallamiento: un fluido se cizalla cuando pasa sobre una superficie sólida. La resistencia a este cizallamiento desde el interior del fluido se denomina viscosidad.

La viscosidad es causada por la fricción dentro de un fluido. Es el resultado de fuerzas intermoleculares entre partículas dentro de un fluido. Estas fuerzas intermoleculares resisten el movimiento de cizallamiento del fluido y la viscosidad de un fluido es directamente proporcional a la fuerza de estas fuerzas. Como un líquido es más ordenado que un gas, se deduce que la viscosidad de cualquier líquido debe ser considerablemente más alta que la viscosidad de cualquier gas.

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Cada fluido tiene su propia viscosidad específica y la medida de esta se llama Coeficiente de Viscosidad, denotado por la letra griega mu. El coeficiente es directamente proporcional a la cantidad de tensión requerida para cortar un fluido. Un fluido viscoso requiere mucha tensión o presión para moverse; esto es lógico, ya que un fluido espeso se deforma con menos facilidad que un fluido fino. La diferencia de velocidad de un fluido entre el borde de contacto (donde es cero) y el centro es otra medida de la viscosidad. Este gradiente de velocidad es pequeño para fluidos viscosos, lo que significa que la velocidad no es mucho mayor en el centro que hacia el borde.

Como la viscosidad se debe a la interacción intermolecular, esta propiedad se ve afectada por el calor, dado que el calor es el resultado de la energía cinética de las moléculas en un fluido. Sin embargo, el calor tiene un efecto muy diferente en líquidos y gases. Calentar un líquido da como resultado una mayor separación de sus moléculas, lo que significa que las fuerzas entre ellas se debilitan. En consecuencia, la viscosidad de un líquido disminuye cuando se calienta. Calentar un gas provoca lo contrario. Las moléculas de gas que se mueven más rápidamente chocarán entre sí con mayor frecuencia, lo que provocará un aumento de la viscosidad.

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