Diferencia entre la tensión superficial y la viscosidad

Tensión superficial vs viscosidad

La viscosidad y la tensión superficial son dos fenómenos muy importantes con respecto a la mecánica y las estadísticas de los fluidos. Los 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 tales campos. Este artículo comparará la viscosidad y la tensión superficial y presentará las diferencias entre los 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 que lo empuja a 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 de aire y líquido ni siquiera son tan fuertes como las fuerzas líquidas - cohesivas líquidas. Por lo tanto, las moléculas de superficie se sienten atraídas hacia el centro del líquido, creando una capa repleta de moléculas. Esta capa superficial de moléculas actúa como una película delgada en el líquido. Si tomamos el ejemplo de la vida real del Strider de agua, utiliza esta película delgada para colocarse en la superficie del agua. Se desliza en esta capa. Si no es 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 la tensión interfacial.

¿Qué es la viscosidad??

La viscosidad se define como una medida de la resistencia de un fluido, que se deforma por estrés por cizallamiento o estrés por tracción. En palabras más comunes, la viscosidad es la "fricción interna" de un fluido. También se conoce como el grosor 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 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 por la letra griega "µ". La viscosidad de un fluido se puede medir utilizando viscómetros y reómetros. Las unidades de viscosidad son los segundos de Pascal (o NM^-2s). El sistema CGS utiliza la unidad "Poise" 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 los fluidos no newtonianos.