Tensión superficial vs Viscosidad
La viscosidad y la tensión superficial son dos fenómenos muy importantes en la mecánica y estática de los fluidos. Campos como la hidrodinámica, la aerodinámica e incluso la aviación se ven afectados por las consecuencias de estos fenómenos. Es vital tener un conocimiento sólido en estos fenómenos para sobresalir en dichos campos. Este artículo comparará la viscosidad y la tensión superficial y presentará las diferencias entre las dos.
¿Qué es la tensión superficial?
Considere un líquido homogéneo. Cada molécula en las partes centrales del líquido tendrá exactamente la misma cantidad de fuerza tirando de ella hacia todos los lados. Las moléculas circundantes están tirando de la molécula central de manera uniforme en todas las direcciones. Ahora considere una molécula de superficie. Solo tiene fuerzas que actúan sobre él hacia el líquido. Las fuerzas adhesivas aire-líquido ni siquiera son tan fuertes como las fuerzas cohesivas líquido-líquido. Por lo tanto, las moléculas de la superficie son atraídas hacia el centro del líquido, creando una capa compacta de moléculas. Esta capa superficial de moléculas actúa como una película delgada sobre el líquido. Si tomamos el ejemplo de la vida real del zancudo acuático, utiliza esta fina película para colocarse en la superficie del agua. Se desliza sobre esta capa. Si no fuera por esta capa, se ahogaría inmediatamente. La tensión superficial se define como la fuerza paralela a la superficie perpendicular a una línea de longitud unitaria dibujada en la superficie. Las unidades de tensión superficial son Nm-1 La tensión superficial también se define como energía por unidad de área. Esto también le da a la tensión superficial una nueva unidad Jm-2 La tensión superficial, que ocurre entre dos fluidos inmiscibles, se conoce como tensión interfacial.
¿Qué es la viscosidad?
La viscosidad se define como una medida de la resistencia de un fluido, que se deforma por esfuerzo cortante o esfuerzo de tracción. En palabras más comunes, la viscosidad es la "fricción interna" de un fluido. También se conoce como el espesor de un fluido. La viscosidad es simplemente la fricción entre dos capas de un fluido cuando las dos capas se mueven entre sí. Sir Isaac Newton fue un pionero en la mecánica de fluidos. Postuló que, para un fluido newtoniano, el esfuerzo cortante entre las capas es proporcional al gradiente de velocidad en la dirección perpendicular a las capas. La constante proporcional (factor de proporcionalidad) utilizada aquí es la viscosidad del fluido. La viscosidad generalmente se denota con la letra griega “µ”. La viscosidad de un fluido se puede medir usando viscosímetros y reómetros. Las unidades de viscosidad son Pascal-segundos (o Nm-2s). El sistema cgs utiliza la unidad "equilibrio" que lleva el nombre de Jean Louis Marie Poiseuille para medir la viscosidad. La viscosidad de un fluido también se puede medir mediante varios experimentos. La viscosidad de un fluido depende de la temperatura. La viscosidad disminuye a medida que aumenta la temperatura.
τ=μ ∂u/∂y
Las ecuaciones y modelos de viscosidad son muy complejos para fluidos no newtonianos.
¿Cuál es la diferencia entre tensión superficial y viscosidad?
• La tensión superficial se puede considerar como un incidente que ocurre en los líquidos debido a las fuerzas intermoleculares desequilibradas, mientras que la viscosidad ocurre debido a las fuerzas sobre las moléculas en movimiento.
• La tensión superficial está presente tanto en los fluidos en movimiento como en los que no lo están, pero la viscosidad solo aparece en los fluidos en movimiento.
