Viscosidad
La viscosidad es la resistencia que poseen los líquidos y gases ante la fluidez y su deformación. Está relacionada con la fricción interna de las partículas del fluido y la fuerza de los enlaces entre los átomos y moléculas de la sustancia.
Por tanto, la viscosidad es una de las principales características de los fluidos, y se determina de la siguiente manera: mientras más resistencia posee un fluido para fluir y deformarse, más viscoso es.
Habrá mayor o menor viscosidad según la resistencia que hagan las moléculas o las partículas que conforman el fluido al momento de separarse o deformarse. Mientras mayor sean las fuerzas intermoleculares de atracción, mayor será la viscosidad.
Algunos ejemplos de fluidos viscosos son la miel, los lubricantes de vehículos o el champú; notarás que lo son porque se mueven con dificultad y no se derraman fácilmente.
No obstante, esta propiedad varía con la temperatura y el tipo de fluido. En líquidos, por ejemplo, es usual que la viscosidad disminuya al aumentar la temperatura, aunque su comportamiento variará según el tipo de sustancia.
La viscosidad se puede medir con el viscosímetro o el reómetro, y se representa con el símbolo μ.
Fórmula y unidades de la viscosidad
La fórmula de la viscosidad parte de la ley de la viscosidad de Newton, la cual es:
En el que:
- 𝞽 es el esfuerzo cortante o la presión que se ejerce tangencialmente sobre una superficie;
- μ es la viscosidad dinámica;
- u es la velocidad del fluido;
- y es la separación o deformación del fluido.
Según el Sistema Internacional, la unidad de la viscosidad es el pascal-segundo (Pa·s). Hay otras unidades que se emplean para el cálculo de la viscosidad, como:
- el poise (P), unidad oficial del Sistema Cegesimal y que equivale a 0,1 Pa·s;
- el centipoise (cP), que equivale a 0,01 poise o 10 Pa·s;
- el gramo sobre centímetro por segundo (g/cm·s), que equivale a 1 poise y 0,1 Pa·s;
- el newton por segundo sobre metro cuadrado (N·s/m2), que equivale a 1 Pa·s;
- y el kilogramo sobre metro por segundo (kg/m·s), que también equivale a 1 Pa·s.
Características de la viscosidad
La viscosidad cambia según el tipo de fluido que estamos analizando:
- Un fluido newtoniano, como el agua y los gases, mantiene la misma viscosidad independientemente de las fuerzas aplicadas. Por lo tanto, aunque removamos y apliquemos diferentes fuerzas en el fluido, su viscosidad nunca cambiará.
- Un fluido no-newtoniano, como el yogur, la pintura y la mayoría de gelatinas, varía su viscosidad tras aplicar diferentes tipos de fuerza. El yogur, por ejemplo, es bastante viscoso al permanecer intacto por mucho tiempo, pero pierde viscosidad al removerlo.
Otras características a mencionar son:
- La viscosidad se traduce en un gradiente de velocidades a lo largo de la sustancia. Esto implica que, al recibir una fuerza externa, las diferentes capas del fluido se moverán a velocidades distintas.
- La viscosidad en los líquidos disminuye al aumentar la temperatura. En los gases, en cambio, es al revés. Esto es debido a que, a altas temperaturas, las partículas del gas chocan más entre sí, generando mayor fricción.
- Las fuerzas intermoleculares influyen directamente en la viscosidad del fluido. Un líquido cuyas moléculas presentan altas fuerzas de atracción será más viscoso que otro cuyas moléculas poseen fuerzas de atracción débiles.
- Un fluido que carece de viscosidad se denomina fluido ideal o superfluido.
Tipos de viscosidad
La viscosidad como tal también recibe el nombre de viscosidad dinámica o absoluta, que se representa con la letra griega µ. Esta se entiende como la relación entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad del fluido, tal como indica la ley de la viscosidad de Newton.
En otras palabras, la viscosidad dinámica se caracteriza por la resistencia interna que se forma entre las moléculas de un fluido, a fin de mantenerse unidas y no dispersase. Ello afecta a su flujo y determina su viscosidad.
Otro tipo de viscosidad es la viscosidad cinemática, de símbolo ν, que se calcula dividiendo la viscosidad dinámica por la densidad del fluido:
En el que:
- v es la viscosidad cinemática;
- µ es la viscosidad dinámica;
- y ρ es la densidad del fluido.
Por ello, la viscosidad cinemática posee unidades distintas a la dinámica. En el Sistema Internacional, la unidad de la viscosidad dinámica es el stoke (S o St), que equivale a centímetros cuadrados sobre segundo (cm2/s). Según la ocasión, también se emplea el centistoke (cSt), que es igual a 0,01 stokes.
Vea también Viscosidad dinámica y cinemática y Densidad.
Viscosidad del agua y otros ejemplos
La viscosidad del agua a 20 °C es de 1 centipoise o 0,01 poises. Es uno de los líquidos menos viscosos, por lo que resulta muy fácil desplazar sus partículas y derramarla sobre un vaso.
A continuación, exponemos otros ejemplos de sustancias viscosas que acostumbramos a emplear a diario:
- El aceite es una sustancia líquida, si es comestible, se obtiene luego de procesar un conjunto de semillas, y si es aceite combustible, se obtiene tras refinar el petróleo. Estos líquidos aceitosos se caracterizan por su viscosidad, en especial el aceite combustible.
- El gel de cabello o champú son líquidos muy viscosos, es decir, sus moléculas se resisten al flujo de su movimiento. Mientras más se agiten, mayor viscosidad pierden. En el caso contrario, de no agitarse, hasta pueden solidificarse.
- La glicerina es otra sustancia líquida viscosa que se encuentra en la grasa animal o vegetal. Se emplea en la elaboración de cosméticos, jabones, detergentes, entre otros.
- El mercurio es un elemento químico metálico cuya condición estándar es la líquida. Es una sustancia ampliamente utilizada, gracias a su viscosidad, en diversos procesos industriales e, incluso, de salud.
- Los jarabes son líquidos viscosos por su composición química y también porque están compuestos de azúcar.
Vea también:
Cómo citar: (11/11/2024). "Viscosidad". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/viscosidad/ Consultado:
