¿Qué es la viscosidad?

Viscosidad : la viscosidad es una medida cuantitativa de la resistencia al flujo de un fluido. Determina la velocidad de deformación del fluido generada por un esfuerzo cortante aplicado determinado. La viscosidad es causada por la fuerza cohesiva entre las moléculas de líquido y por la colisión entre las moléculas de gas.

Ley de la viscosidad de Newton:

Esta ley física general se deriva de observaciones empíricas, por lo que no hay pruebas matemáticas como expectativa.

Considere un flujo en el que las partículas de fluido se mueven en una dirección particular manteniendo líneas rectas y paralelas. Para considerar la viscosidad, Newton propuso algunos supuestos fundamentales.

Él propuso que

En primer lugar, “cuando un flujo es adyacente a la superficie, adhiérase a él y tenga una velocidad cero en relación con el límite que se llama condición sin deslizamiento. Otras partículas de fluido que intentan deslizarse sobre ellas se retrasan debido a una interacción entre un fluido en movimiento más rápido y más lento, un fenómeno eso da lugar a la fuerza de corte “.

En segundo lugar, “el esfuerzo cortante en una interfaz tangente a la dirección del flujo es proporcional a la tasa de cambio de velocidad de la distancia”.

Matemáticamente,

µ se llama coeficiente de viscosidad. Se puede considerar como módulo de rigidez del fluido. Los fluidos que obedecen la ley de viscosidad de Newton son los fluidos newtonianos.

Cuando hablamos de viscosidad. generalmente nos referimos al ‘grosor de un fluido’. Como por ejemplo, el agua es de baja viscosidad, mientras que el aceite es de alta viscosidad. Sin embargo, tal definición puede no ser precisa cuando se trata de fluidos con diferentes densidades. Por lo tanto, la definición correcta sería que “la viscosidad es una medida de la resistencia al flujo de un fluido”. Describe la fricción interna de un fluido en movimiento. Un fluido con alta viscosidad resiste el movimiento porque su composición molecular le da mucha fricción interna. Un fluido con baja viscosidad fluye fácilmente porque su composición molecular produce muy poca fricción cuando está en movimiento.

A nivel molecular, la viscosidad es el resultado de la interacción entre las diferentes moléculas en un fluido. Esto también puede entenderse como fricción entre las moléculas en el fluido. Al igual que en el caso de la fricción entre sólidos en movimiento, la viscosidad determinará la energía requerida para hacer fluir un fluido.

Como han respondido otros, la viscosidad es básicamente la resistencia de un fluido al movimiento. Sin embargo, si este concepto se siente demasiado teórico, le recomiendo que revise algunas simulaciones para ganar algo de intuición.

Por ejemplo, en la simulación a continuación, puede ver los efectos de la viscosidad en la región donde el fluido toca el objeto. La velocidad del fluido está muy cerca de cero cerca del objeto, y en algún punto comienzan a formarse vórtices. ¿Qué crees que pasaría si el líquido fuera más viscoso? Puede probarlo usted mismo y modificar la viscosidad del fluido.

Análisis LES de flujo alrededor de un cilindro

Imagine arrastrar un bloque de madera a través de un piso de concreto. La resistencia al movimiento del bloque es la fricción. Sí, depende también de la fuerza del bloque contra el concreto, pero se entiende la idea.

Ahora, imagine una lámina de madera contrachapada separada de un piso de concreto por una pulgada de profundidad de agua. Para eliminar los efectos finales, imagine que el concreto y la madera contrachapada se parecen a los planos, es decir, se extienden para siempre en dos direcciones. Ahora, arrastre la madera contrachapada en una dirección. Las moléculas de agua superiores se adhieren a la madera contrachapada, las moléculas de agua inferiores se adhieren al hormigón. El agua en el medio se corta entre la madera contrachapada y el hormigón. La resistencia al movimiento de la madera contrachapada se debe a la resistencia del agua (entre la madera contrachapada y el hormigón) a la deformación por corte. Llamamos a eso resistencia, viscosidad.

El agua tiene muy baja viscosidad. Por eso funciona el skim-board en la playa. A veces, la viscosidad se descuida (se establece en cero) cuando se resuelven problemas de flujo de fluidos, y el agua se conoce como invisible, o sin fricción.

La miel tiene alta viscosidad. Imagine el skim-board en agua versus el skim-board en miel y se está imaginando la diferencia entre baja viscosidad y alta viscosidad.

A2A

La viscosidad es algo así como la fricción fluida. Cuando un sólido se desliza sobre otro sólido, hay fricción. Por lo tanto, es natural que otros materiales como los fluidos también tengan tal acción de fricción. Un fluido más viscoso resistirá la deformación más que un fluido menos viscoso. Considere la siguiente imagen GIF.

(Cortesía: Wikipedia)

La imagen de la izquierda corresponde a algo como el agua, que es un líquido de baja viscosidad, mientras que el lado derecho sería un fluido altamente viscoso como la miel. Puedes ver la diferencia.

La viscosidad es uno de los conceptos más importantes. Nuestros aviones, naves espaciales, automóviles e incluso una pelota de golf, todos se enfrentan a la fricción o fricción debido al efecto de la viscosidad. Si estos no estuvieran presentes, entonces nuestra vida habría cambiado mucho. En muchos sentidos, estos efectos son efectos nocivos, pero a veces también son bastante esenciales. La viscosidad es uno de los principales factores que restringe el desarrollo en aplicaciones aeroespaciales porque se produce una gran disipación de energía debido a la viscosidad. Puede variar con la temperatura.

La explicación principal de su aparición está relacionada con las fuerzas intermoleculares. Los enlaces entre las partículas fluidas se citan como la causa de ello. Calentar un fluido generalmente disminuye su viscosidad a medida que los enlaces se debilitan.

Aquí hay una fotografía de alta velocidad del nadador de espalda estadounidense Tyler Clary que circuló ampliamente en Internet durante los Juegos Olímpicos de 2012 en Londres:

Muchas fuentes periodísticas afirmaron que esto era una ilustración de la tensión superficial del agua (ver: “Increíble disparo de un nadador estadounidense que muestra perfectamente el fenómeno de la tensión superficial”). No es. Lo que realmente se demuestra aquí es la viscosidad del agua.

Les mostré esta foto a mis estudiantes de mecánica cuando cubrimos fluidos. Lo primero que hay que señalar es que el nadador está emergiendo desde abajo. Si el agua fuera un fluido ideal (es decir, uno sin viscosidad), entonces el agua en la parte superior del nadador se escurriría inmediatamente, y la parte de él por encima del nivel de la piscina estaría seca. Por esta razón, John von Neumann se refirió a un fluido ideal como “agua seca”.

Un fluido real (en oposición a un ideal) tiene una viscosidad distinta de cero. Esto significa que una capa de flujo no puede deslizarse sin fricción sobre otra capa. Por lo tanto, se necesita fuerza para mantener gradientes de velocidad transversal en el fluido.

Aquí hay una ilustración de “El flujo de agua húmeda” en las Feynman Lectures on Physics, vol. II, conferencia 41, p. 2:

Hay dos placas paralelas sólidas, una en la parte superior y otra en la parte inferior, ambas con área [matemática] A [/ matemática]. Entre ellos hay una capa de fluido. Suponga que mantiene la placa inferior quieta, mientras mueve la placa superior con velocidad constante [math] v_0 [/ math]. Si el fluido fuera ideal, las placas no descubrirían que se mueven una con respecto a la otra, y no se necesitaría fuerza para mantener la placa inferior en reposo y la placa superior con [matemática] v_0 [/ matemática] fija : la inercia se encargaría de eso.

Pero si el fluido tiene viscosidad, entonces habrá fricción entre las capas de fluido, y también entre las placas sólidas y el fluido directamente en contacto con ellas. El agua que toca la placa inferior quiere permanecer en reposo, y el agua que toca la placa superior quiere moverse junto con la velocidad [matemática] v_0 [/ matemática]. Entonces obtendrá un gradiente transversal para la velocidad del fluido [matemática] v [/ matemática], como se muestra en la imagen. Mantener este gradiente requiere que ejerzas una fuerza

[matemáticas] F = \ eta A v_0 / d ~, [/ matemáticas]

donde [math] d [/ math] es la separación transversal de las placas. Si mantiene fija la placa inferior, esta es la fuerza necesaria para mantener la placa superior funcionando con velocidad [matemática] v_0 [/ matemática]. Si tira de la placa superior junto con la velocidad [matemática] v_0 [/ matemática], esta es la fuerza necesaria para mantener la placa inferior en su lugar. Sin esta fuerza, la placa superior acelerará la placa inferior, o la placa inferior desacelerará la placa superior, hasta que se muevan con la misma velocidad y el gradiente transversal de [math] v [/ math] se desvanezca.

El coeficiente [math] \ eta [/ math] se denomina “primera viscosidad” o “viscosidad de corte”. El hecho de que [math] \ eta [/ math] es constante, independiente de [math] d [/ math] y [math] v_0 [/ math], es una suposición . Los fluidos como el agua para los que esto es válido se denominan “fluidos newtonianos”, porque Isaac Newton fue la primera persona en proponerlo, en el Libro II de sus Principia Mathematica , publicado en 1687.

También hay algo llamado “segundo” o “viscosidad aparente”, pero no es muy importante en la mayoría de las situaciones. Cuando las personas dicen simplemente “viscosidad” se refieren a [matemáticas] \ eta [/ matemáticas].

Esta es la razón por la cual el agua no se escapa inmediatamente del nadador: el agua se adhiere a la superficie sólida del nadador y eso arrastra el agua circundante. Por esta razón, Feynman se refiere a un fluido real como “agua húmeda”.

Tenga en cuenta que la imagen se ve aceitosa . El aceite tiene una viscosidad sustancialmente más alta que el agua y, por lo tanto, correría más lentamente. No necesitaría una cámara de alta velocidad para ver este efecto para un nadador que emerge de un charco de petróleo.

La tensión superficial es algo completamente distinto. Es una fuerza que tiende a reducir la superficie de un fluido. En este caso, se opone a las deformaciones que hacen que la superficie del agua en la piscina no sea plana. Tenga en cuenta que la tensión superficial del agua es significativamente mayor que la del petróleo, por lo que no puede ser la razón de la aparente “oleosidad” de la imagen de arriba.

La tensión superficial puede explicar un objeto sólido seco que de otra manera se hundiría descansando sobre la superficie del agua, que se deforma por el peso del sólido como si fuera una lámina tensa. Pero nunca se ve lo contrario de eso, con un sólido húmedo que de otro modo flotaría en reposo y completamente sumergido justo debajo de una superficie de agua que se deforma por la flotabilidad del sólido.

La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido que se deforma por el esfuerzo cortante o el esfuerzo de tracción. En términos cotidianos (y solo para fluidos), la viscosidad es “espesor” o “fricción interna”. Por lo tanto, el agua es “delgada” y tiene una viscosidad más baja, mientras que la miel es “espesa” y tiene una viscosidad más alta. En pocas palabras, cuanto menos viscoso es el líquido, mayor es su facilidad de movimiento (fluidez).

La viscosidad describe la resistencia interna de un fluido al flujo y puede considerarse como una medida de la fricción del fluido. Por ejemplo, el magma félsico de alta viscosidad creará un estratovolcán alto y empinado, porque no puede fluir mucho antes de que se enfríe, mientras que la lava máfica de baja viscosidad creará un volcán de escudo ancho y de poca pendiente. Todos los fluidos reales (excepto los superfluidos) tienen cierta resistencia al estrés y, por lo tanto, son viscosos, pero un fluido que no tiene resistencia al esfuerzo cortante se conoce como fluido ideal o fluido invisible.

En términos simples, la viscosidad es una medida de la resistencia al flujo de un fluido. La siguiente ilustración muestra una visualización de la viscosidad de diferentes fluidos:

Aquí puede ver que la viscosidad es muy baja para el agua porque fluye fácilmente, mientras que el líquido púrpura (por ejemplo, la miel) no se extiende muy fácilmente debido a su alta viscosidad.

La viscosidad es el arrastre hacia atrás experimentado por una capa líquida mientras se mueve sobre otra.
En el momento en que se mueve una masa de fluido, podemos suponer que se mueven diferentes capas de ella. Actualmente, diferentes capas se mueven con velocidades distintivas. La capa con contacto rápido de la superficie se mueve se mueve con menos velocidad debido a la fricción, etc. En la actualidad, danos la oportunidad de considerar dos capas adyacentes de los fluidos en movimiento. La capa que se mueve con menos velocidad ofrecerá un poder de arrastre hacia atrás a uno que se mueve con mayor velocidad, al disminuir la velocidad de la más rápida, esto es la viscosidad.
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La viscosidad es la medida de la resistencia del fluido al flujo. Su unidad SI es Pascal segundo (Pa s).

Un fluido con baja viscosidad fluye fácilmente. El agua tiene una viscosidad muy baja. Algunos de los líquidos altamente viscosos son miel, aceite, melaza, etc.

Al calentar, la viscosidad del líquido disminuye porque las fuerzas intermoleculares se reducen y las moléculas interactúan fácilmente entre sí. Mientras que la viscosidad de los gases aumenta con el aumento de la temperatura.

La viscosidad dinámica es la resistencia a las fuerzas de corte. La unidad CGS es Poise.

La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del fluido. La unidad SI de viscosidad cinemática es m ^ 2 / s.

La fuerza de resistencia ofrecida entre dos capas adyacentes del fluido cuando fluye se llama viscosidad.

Normalmente, la capa superior se mueve más rápido y la fuerza de corte resistente hace que la capa adyacente se mueva más lentamente que la anterior. Esto continuará hasta que la velocidad de la capa se vuelva cero (al final).

Por lo tanto, la velocidad (también la viscosidad) del flujo del fluido es una función de la distancia vertical desde la corriente media.

Esta viscosidad también se denomina viscosidad dinámica o absoluta .

La viscosidad dinámica dividida por la densidad del fluido se denomina viscosidad cinemática.

La viscosidad es la resistencia que ofrece el fluido contra el flujo. Es la propiedad de un fluido en virtud de la cual se desarrollan tensiones de cizallamiento entre capas de fluido adyacentes siempre que haya un movimiento relativo entre ellas. Es una propiedad de un fluido. La viscosidad depende del parámetro ‘Temperatura’.

La viscosidad del líquido disminuye con el aumento de la temperatura, mientras que para los gases la viscosidad aumenta con el aumento de la temperatura.

Mi pregunta es, ¿qué es fluido? ☺

Los asuntos que tratamos se caracterizan por ser sólidos, líquidos y gaseosos.

La ciencia dice que el sólido se caracteriza por la elasticidad; fluido con viscosidad y gas por compresibilidad.

Las técnicas convencionales de la ciencia de los materiales implican pruebas materiales de estos caracteres básicos de los materiales.

La prueba implica la aplicación de fuerza externa, torque y ambos a veces, lo que conduce a la deformación del material.

Básicamente, medimos los puntos de resistencia y los puntos de falla.

Cuando tratamos con materiales con propiedades de flujo, podemos darles fluidos y resistencia al flujo, viscosidad.

Respuesta: La viscosidad es la resistencia al flujo.

Esperamos su opinión.

déjame decirte lo que siento que es la viscosidad con la ayuda de un ejemplo. supongamos que hay una placa plana y fluido que fluye hacia ella con velocidad de flujo libre. ahora el fluido inicialmente fluía con libertad. ahora, debido a la presencia de la pared, la libertad del flujo se verá afectada si el fluido está directamente en contacto con la pared o indirectamente. ahora quién propaga el mensaje de que hay un muro y que necesita reducir la velocidad. ¿Quién induce la perturbación del impulso de una capa a otra? Esa propiedad del fluido que es un mensajero para la perturbación del momento se llama viscosidad.

El término “viscosidad” describe la propiedad de un material desde el punto de vista de un físico. Es el grosor de un fluido. Hablando científicamente, es la medida de la resistencia al flujo interno de un fluido, la resistencia a la deformación.

Resistencia interna simple ofrecida por una capa de fluido a la capa adyacente. Básicamente no es la propiedad del fluido, pero el efecto de la viscosidad se entiende cuando el fluido está en movimiento.

Las causas de la viscosidad se deben a la fuerza cohesiva (líquido) y al intercambio de momento molecular (gas).

Respuesta corta: la viscosidad es una medida de la resistencia a la fricción que actúa entre las capas de fluido adyacentes en un flujo de fluido. También es una forma de cuantificar la fuerza de corte que ejerce un fluido sobre una superficie sobre la que fluye.

Respuesta larga: cuando se hace que un fluido que no es ideal fluya a baja velocidad, el fluido directamente sobre la superficie de contacto se adhiere a la superficie debido a fuerzas intermoleculares (para más información, lea la teoría de la capa límite). Por lo tanto, esta capa puede considerarse casi estacionaria desde la referencia de la superficie. Esta capa estacionaria ejerce una fuerza de corte sobre la superficie debajo de ella y la capa de fluido que fluye directamente sobre ella, disminuyéndola. Esta capa ralentizada ejerce una fuerza similar a la capa superior . Esto continúa hasta la superficie libre. (o el centro de una tubería, moviéndose radialmente hacia adentro, considerando el flujo a través de las tuberías).

Esta fuerza se conoce como fuerza de corte viscosa, que actúa de manera similar a cómo actúa la fricción en los sólidos. Se puede cuantificar de la siguiente manera:

S = u (dv / dy)

Donde, S es el esfuerzo cortante en la superficie, u es la viscosidad dinámica del fluido (solo un término elegante para la viscosidad), y (dv / dy) es el gradiente de velocidad en ese punto.

No se preocupe si no obtiene una respuesta larga, lo estudiará con más detalle en su clase de mecánica de fluidos. (Suponiendo que tomes uno)

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformación gradual por esfuerzo cortante o esfuerzo de tracción. Para líquidos, corresponde al concepto informal de “espesor”. Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho más alta que el agua.

La viscosidad es una propiedad que surge de colisiones entre partículas vecinas en un fluido que se mueven a diferentes velocidades. Cuando el fluido es forzado a través de un tubo, las partículas que lo componen generalmente se mueven más rápidamente cerca del eje del tubo y más lentamente cerca de sus paredes: por lo tanto, se necesita algo de esfuerzo para superar la fricción entre las capas de partículas para mantener el fluido en movimiento. Para el mismo patrón de velocidad, el esfuerzo requerido es proporcional a la viscosidad del fluido.

La viscosidad es una medida de resistencia al flujo. En general, para el aceite lubricante, la viscosidad es la propiedad física más imperativa. Es la viscosidad, y además el peso y la velocidad de desarrollo, lo que decide el grosor de la película de aceite entre dos superficies móviles. La viscosidad también es valiosa para distinguir el grado de aceite y para tomar después de la ejecución de aceites en servicio. Un incremento en la consistencia del aceite durante la utilización generalmente demuestra que el aceite se ha deteriorado hasta cierto punto; una disminución normalmente indica dilución con combustible. Visítenos en línea para obtener más detalles: Inicio – http://www.fdjohnson.com/