Viscosidad para niños
La viscosidad es una propiedad de los fluidos que nos dice qué tan "espeso" o "pegajoso" es un líquido o gas. Es como la resistencia que tiene un fluido a moverse o a ser deformado. Imagina la miel: es mucho más viscosa que el agua. Por eso, la miel fluye muy lento, mientras que el agua lo hace rápidamente.
La viscosidad es una característica de todos los fluidos, ya sean líquidos o gases. Surge de las colisiones entre las pequeñas partículas que forman el fluido. Cuando estas partículas se mueven a diferentes velocidades, chocan entre sí y crean una resistencia al movimiento.
Por ejemplo, si el agua se mueve por un tubo, las partículas cerca del centro se mueven más rápido que las que están cerca de las paredes. Esto crea una fricción entre las diferentes "capas" de líquido, y esa fricción es la viscosidad.
Un fluido que no tiene viscosidad, o tiene muy poca, se llama superfluido. Esto ocurre en condiciones muy especiales, donde el fluido fluye sin casi ninguna resistencia.
La viscosidad de los fluidos se puede medir con aparatos especiales llamados viscosímetros y reómetros. La parte de la física que estudia cómo se deforman los fluidos por fuerzas externas se llama reología.
La viscosidad se representa con la letra griega μ (mu).
Contenido
¿De dónde viene la palabra "viscosidad"?
La palabra "viscosidad" viene del latín viscum. Esta palabra se refería al muérdago, una planta. También se usaba para un pegamento pegajoso que se hacía con las bayas del muérdago. De ahí viene la idea de algo pegajoso o espeso.
Viscosidad en líquidos
Los líquidos que siguen una regla simple de viscosidad se llaman fluidos newtonianos. El agua es un ejemplo de fluido newtoniano.
Otros líquidos, como las pastas, las suspensiones o algunos polímeros (sustancias con moléculas muy grandes), no siguen esta regla simple. Se les llama fluidos no newtonianos.
Generalmente, la viscosidad de los líquidos disminuye cuando la temperatura aumenta. Piensa en la miel: si la calientas un poco, se vuelve más líquida y fluye más fácilmente. Esto ocurre porque al calentarse, las partículas del líquido se mueven más rápido y les cuesta menos deslizarse unas sobre otras.
Viscosidad en gases
La viscosidad de los gases, especialmente los que no son muy densos, aumenta cuando la temperatura sube. Esto es diferente a los líquidos.
¿Cómo se explica la viscosidad?
Imagina que tienes una goma de borrar sobre una mesa. Si pones la palma de tu mano encima y la empujas de lado, la goma se deforma. Si la goma estuviera hecha de muchas capas delgadas, verías cómo una capa se desliza un poco sobre la otra.
En los líquidos, pasa algo parecido. Hay un pequeño "rozamiento" entre las capas de líquido que se mueven. Este rozamiento es la viscosidad. Si arrastras la superficie del agua con la mano, las capas de agua de abajo se moverán más lento o casi nada, mientras que las de arriba fluyen fácilmente.
La viscosidad solo se nota cuando el fluido está en movimiento. Si un líquido está en reposo en un recipiente, su superficie se mantiene plana porque no hay fuerzas que lo hagan deformarse.
Si la viscosidad fuera muy, muy grande, el fluido se comportaría como un sólido. Si fuera cero, sería un superfluido, que tiene propiedades muy extrañas, como poder escapar de los recipientes.
Tipos de fluidos según su viscosidad
Los fluidos se clasifican en dos tipos principales según cómo se comporta su viscosidad:
Fluidos newtonianos
En estos fluidos, la resistencia al movimiento es directamente proporcional a la velocidad a la que se mueven las capas. Esto significa que si aplicas el doble de fuerza, el fluido se moverá el doble de rápido. El agua y el aceite son ejemplos comunes de fluidos newtonianos.
Fluidos no newtonianos
Estos fluidos no siguen la regla simple de los fluidos newtonianos. Su viscosidad puede cambiar dependiendo de la fuerza que se les aplique o de la velocidad a la que se muevan.
- Pseudoplásticos: Su viscosidad disminuye cuando se les aplica más fuerza o se mueven más rápido. Un ejemplo es la pintura: es espesa en el bote, pero se vuelve más líquida al agitarla o aplicarla.
- Dilatantes: Su viscosidad aumenta cuando se les aplica más fuerza o se mueven más rápido. Una mezcla de maicena y agua es un buen ejemplo: es líquida si la mueves despacio, pero se vuelve dura si la golpeas rápido.
- Plásticos de Bingham: Se mantienen rígidos hasta que se les aplica una fuerza mínima. Después de esa fuerza, empiezan a fluir como un fluido newtoniano. La pasta de dientes o la salsa de tomate son ejemplos.
Unidades de medida de la viscosidad
Viscosidad dinámica (μ)
Esta unidad mide la resistencia interna de un fluido al flujo. En el Sistema Internacional, se mide en pascal-segundo (Pa·s). También se puede expresar como N·s·m-2 o kg·m−1·s−1.
Algunos ejemplos de viscosidad dinámica:
- Aire (a 0 °C): 0,0000174 Pa·s
- Agua (a 20 °C): 0,001 Pa·s
- Miel (a temperatura ambiente): aproximadamente 0,07 Pa·s (70 centipoises)
Viscosidad cinemática (ν)
Esta unidad se calcula dividiendo la viscosidad dinámica entre la densidad del fluido. Nos dice qué tan rápido se esparce el movimiento dentro del fluido. En el Sistema Internacional, se mide en metros cuadrados por segundo (m²/s).
¿Cómo afectan la temperatura y la presión?
La viscosidad de un fluido cambia con la temperatura y la presión.
- En los líquidos, la viscosidad suele disminuir al aumentar la temperatura.
- En los gases, la viscosidad suele aumentar al aumentar la temperatura.
- La presión también puede influir, especialmente en los gases, pero su efecto es menos notorio que el de la temperatura en la mayoría de los casos.
Galería de imágenes
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Ejemplo de la viscosidad de la leche y el agua. Líquidos con altas viscosidades no forman salpicaduras.
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Deformación de un sólido por la aplicación de una fuerza tangencial.
Véase también
En inglés: Viscosity Facts for Kids
- Número de Reynolds
- Efecto Coandă
- Unidades de viscosidad
- Viscoelasticidad
- Ecuación de Washburn
- Reología
- Capa límite
- Experimento de la gota de brea
