Medida de las viscosidades de los gases

DIÁMETRO MOLECULAR

OBJETIVOS

A través de la teoría Cinética de Gases estimar el diámetro molecular de los gases.

Medida de las viscosidades de los gases:

FUNDAMENTO TEÓRICO

Viscosidad de un gas: Estimación del diámetro molecular.

Viscosidad.- Propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad.

La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos moléculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa estacionaria. Esto, a su vez, afecta a la velocidad de las distintas capas. El movimiento se transfiere con más dificultad entre las capas, y la viscosidad disminuye. En algunos líquidos, el aumento de la velocidad molecular compensa la reducción de la densidad.

La viscosidad de un fluido, nos da su resistencia a fluir. Es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido sin viscosidad, es un fluido ideal.

La viscosidad, es lo mismo que la fricción interna en un fluido. En un gas, se determina por la velocidad de transferencia del momento del flujo desde las láminas que se mueven más rápidas a las más lentas.

La viscosidad solo se da en fluidos en movimiento, ya que si están en reposo no actúan fuerzas tangenciales. Si la viscosidad fuera muy grande el movimiento entre capas también lo sería, por lo que no podrían moverse unos respectos a otros, estaríamos ante un sólido.

Si la viscosidad fuera cero, estaríamos ante un superfluido pudiendo escapar de los recipientes aunque no estuviesen llenos.

La velocidad del flujo del gas (inversamente proporcional a la viscosidad) será obtenida midiendo el tiempo de vaciado de una jeringa a través de un tubo capilar bajo una diferencia de presión constante.

El valor que la fuerza de cohesión tiene en los cuerpos en estado líquido es la causa de la resistencia experimental por una porción de un líquido, cuando un cuerpo se encuentra en su superficie. Dicha resistencia puede alcanzar en determinados casos altos valores, siendo esta la causa de la mayor o menor dificultad que hallarnos al pretender desplazar un cuerpo sólido dentro de una masa líquida. La magnitud de la resistencia se le denomina rozamiento interno o más simplemente viscosidad.

La viscosidad varía de un fluido a otro y para un fluido dado la viscosidad varia con la temperatura. La viscosidad del líquido disminuye con un aumento en la temperatura, en tanto que para los gases un incremento en la temperatura provoca un incremento en la viscosidad. Esta diferencia en el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de los líquidos y gases se puede nuevamente seguir hasta llegar a la diferencia en la estructura molecular. Las moléculas del líquido están bastante próximas entre sí, con intensas fuerzas de cohesión entre las moléculas, y la resistencia al movimiento relativo entre capas adyacentes del fluido está relacionada con esas fuerzas intermoleculares. A medida que aumenta la temperatura, las fuerzas de cohesión se reducen con una disminución correspondiente de la resistencia al movimiento. Como la viscosidad es un indicador de esta resistencia, se concluye que la viscosidad se reduce al aumentar la temperatura.

Sin embargo, en los gases las moléculas están bastante separadas entre si y las fuerzas intermoleculares

...