Ley De Newton De La Viscosidad

INTRODUCCIÓN

La viscosidad es la propiedad más importante de los fluidos, y por tanto esta

requiere la mayor consideración en el estudio del flujo de fluidos. Esta es la

resistencia que ejercen los fluidos al ser deformado cuando este se aplica un

mínimo de esfuerzo cortante. La viscosidad de un fluido depende de su

temperatura. Es por eso que en los líquidos a mayor temperatura la viscosidad

disminuye mientras que en los gases sucede todo lo contrario lo contrario.

Existen diferentes formas de expresar la viscosidad de un fluido, pero las más

importantes son las siguientes: viscosidad absoluta o dinámica, cinemática,

Saybol, Redwoor.

Los líquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentes de fluidos. Los

primeros tienen un volumen constante que no puede alterarse apreciablemente

si son sometidos a compresión, por ende se dice que son fluidos incompresibles.

Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan el del recipiente

que los contiene; son fluidos compresibles porque, a diferencia de los líquidos,

sí pueden ser comprimidos.

La viscosidad es aquella propiedad de un fluido por virtud de la cual ofrece

resistencia al corte. Esta se puede clasificar en newtonianos, donde hay una

relación lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de

deformación resultante, y en no newtonianos, donde tal relación lineal no existe.

La Ley de la viscosidad de Newton afirma que dada una rapidez de

deformación angular en el fluido, el esfuerzo cortante es directamente

proporcional a la viscosidad.

La resistencia de un fluido al corte depende de su cohesión y de su rapidez de la

transferencia de la cantidad del movimiento molecular. Un liquido, cuyas

moléculas dejan espacios entre ellas mucho mas cerradas que las de un gas,

tienen fuerzas cohesivas mucho mayor que un gas. La cohesión parece ser la

causa predominante de la viscosidad en un liquido; y ya que la cohesión decrece

con la temperatura, la viscosidad decrece también.

La viscosidad expresa la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se la

aplica una fuerza externa: El coeficiente de viscosidad absoluta, o simplemente

la viscosidad absoluta de un fluido, es una medida de resistencia, al

deslizamiento o a sufrir deformaciones internas. La melaza es un fluido muy

viscoso en comparación con el agua.

La viscosidad es una manifestación del movimiento molecular dentro del fluido.

Las moléculas de regiones con alta velocidad global chocan con las moléculas

que se mueven con una velocidad global menor, y viceversa, estos choques

permiten transportar cantidad de movimiento de una región de fluido a otra.

Los fluidos presentan diferentes propiedades que los distinguen, como la

viscosidad, densidad, peso específico, volumen específico, presión, etc. Al

analizar las distintas propiedades que poseen los fluidos, la viscosidad requiere

la mayor consideración para el estudio de estos materiales; su naturaleza y

características, así como las dimensiones y factores de conversión.

Todo fluido tiene una viscosidad específica bajo ciertas condiciones cuando se

mueve alrededor de un cuerpo o cuando un cuerpo se mueve dentro del fluido,

se produce una fuerza de arrastre (Fa) sobre este. Si el cuerpo en estudio es una

esfera, está fuerza de arrastre viene dada por la expresión según la ley de Stokes:

Fa

Donde es la viscosidad absoluta del fluido; r esa el radio de la esfera; v la

velocidad de la esfera con respecto al fluido.

VISCOSIDAD

· Ley de Newton de la Viscosidad :

Se puede definir un fluido ideal como aquel en el cual no existe fricción entre

sus partículas, o sea sin viscosidad (μ=0). Un fluido como éste solamente es una

idealización, puesto que todos los fluidos, de una forma u otra, son viscosos y

compresibles.

En un fluido real, siempre actúan fuerzas tangenciales o cortantes cuando existe

movimiento, dando lugar a las fuerzas de fricción y que se debe a la propiedad

de los fluidos llamada viscosidad.

Considerando un fluido (líquido o gas) alojado entre dos grandes placas planas y

paralelas, de área A, separadas por una distancia muy pequeña "y".

Suponiendo que el sistema está inicialmente en reposo, (a); en el tiempo "t=0",

la lamina inferior se pone en movimiento en la dirección del eje X, con una

velocidad constante "v", (b) Conforme transcurre el tiempo, (c), el fluido gana

cantidad de movimiento y , finalmente se establece el perfil de velocidad en

régimen estacionario, (d). Una vez que se alcanza este estado estacionario de

movimiento, es preciso aplicar una fuerza constante F para conservar el

movimiento de la placa inferior. Esta fuerza esta dada por F como se ve en la

siguiente expresión, si se supone flujo laminar.

Donde μ es la constante de proporcionalidad, llamada viscosidad del fluido.

El esfuerzo cortante que se ejerce en la dirección x, sobre la superficie del

fluido-fuerza por unidad de área- situada a una distancia constante y, por el

fluido existente en la región donde y es menor, se designa por τxy.

Esta es la ley de Newton de la viscosidad y los fluidos que la cumplen, se

denominan fluidos newtonianos. Todos los gases y la mayoría de los líquidos

sencillos se comportan de acuerdo a esta ecuación.

· Viscosidad :

Los líquidos se caracterizan por una resistencia al flujo llamada viscosidad. La

viscosidad de un líquido crece al aumentar el número de moles y disminuye al

crecer la temperatura. La viscosidad también está relacionada con la

complejidad de las moléculas que constituyen el líquido: es

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