¿Qué es la viscosidad dinámica?

La viscosidad dinámica de un fluido se define como el esfuerzo cortante aplicado dividido por el gradiente de velocidad alcanzado cuando se aplica una fuerza cortante a un fluido. La viscosidad varía mucho entre fluidos. Es importante en el comportamiento del flujo de líquidos.

El término utilizado para describir la resistencia al flujo de un fluido es viscosidad. El jarabe es más viscoso que el agua; melaza más viscosa que el jarabe. La viscosidad es el resultado de la facilidad con que las moléculas se deslizan entre sí y es una función de la química, la forma y la temperatura de las moléculas. Los gases también tienen viscosidades variables. A la misma temperatura, el oxígeno es dos veces más viscoso que el hidrógeno o el amoníaco, mientras que la viscosidad del nitrógeno se encuentra en el medio.

La medición clásica de la viscosidad proviene de una prueba que consta de dos placas lisas separadas por una película delgada de fluido. La placa inferior es estacionaria. El experimentador, usando una fuerza conocida, intenta deslizar la placa superior más allá de la placa inferior. Dentro de la película de líquido, las moléculas al lado de la placa inferior tienen velocidad cero. Las moléculas de fluido al lado de la placa superior tienen la misma velocidad que la placa superior.

Si bien el líquido puede ser un gas o líquido, es más fácil pensar en líquidos en esta prueba. Si la sustancia que separa las placas es agua, la placa superior se deslizará hacia los lados con mucha facilidad. Con la melaza como líquido, la placa superior se moverá lentamente con la misma fuerza aplicada.

Una fuerza de corte está en la dirección de la fuerza, a diferencia de las fuerzas de tensión o las fuerzas de compresión, que en este caso serían las fuerzas necesarias para separar o acercar las placas. El esfuerzo cortante es la fuerza cortante dividida por un área unitaria y se expresa como newtons por metro cuadrado (N / m ² ) o pascales (Pa). Los cálculos de viscosidad generalmente se realizan en unidades métricas.

El gradiente de velocidad es la diferencia en la velocidad de flujo del líquido al lado de la placa inferior, que es cero, en comparación con el líquido al lado de la placa superior, que es igual a la velocidad de la placa superior. La viscosidad dinámica es entonces el esfuerzo cortante dividido por la velocidad de corte y se mide en pascal-segundos (Pa-s). Prácticamente, la viscosidad se mide en centipoise (cPo). Un centipoise equivale a un segundo milipascal.

Otra medida de viscosidad es la viscosidad cinemática. La viscosidad cinemática es la viscosidad dinámica dividida por la densidad del fluido. La viscosidad cinemática es más fácil de medir que la viscosidad dinámica, por lo que a menudo se usa para determinar la viscosidad dinámica.

Un fluido newtoniano retiene una viscosidad dinámica constante independiente de la velocidad de corte. La salsa de tomate es un fluido no newtoniano. Tiene una alta viscosidad dinámica cuando la velocidad de flujo es baja, pero se vuelve casi tan fluida como el agua cuando aumenta la velocidad de flujo. Esto explica por qué las personas sacuden las botellas de ketchup para acelerar el flujo de ketchup, pero luego terminan con demasiado en su plato.