Según la figura 24, supongamos que el
líquido se ha elevado por un tubo delgado de radio
r, abierto en su parte superior, hasta una altura
h. El líquido contenido en el tubo se encuentra
sometido a la presión atmosférica por su parte
superior que está abierta. La fuerza que mantiene al
líquido en esa posición es la componente vertical
de la tensión superficial:
La capilaridad es la responsable de la elevación
del líquido que moja un papel secante, de la
elevación del combustible en una mecha de una
lámpara de aceite, de la de la retención de agua en
el suelo dentro de pequeños huecos que existan entre las
partículas del mismo (sino la superficie siempre
estaría seca), de que la savia de las plantas asciendan
por las raíces hasta las hojas y de que la humedad del
suelo suba por las paredes de una casa si éstas no han
sido bien impermeabilizadas.
5.4 Viscosidad.
El concepto de viscosidad está vinculado a la
propiedad que poseen los fluidos de fluir con mayor o
menor facilidad.
En general, podría decirse que el aumento de
viscosidad de un fluido determina la menor rapidez con
la que fluye, y viceversa.
La viscosidad de un fluido es una propiedad del mismo
que se mide o gradúa por la velocidad de salida que tiene
el fluido a través de un tubo capilar.
También podría definirse a la viscosidad
como la resistencia que experimenta una capa de fluido al moverse
sobre otra capa.
Esta resistencia se debe al efecto de las fuerzas de
cohesión. También intervienen las fuerzas de
adherencia cuando el fluido se desplaza por el interior de una
tubería.
Cuando se considera que en el fluido no existen fuerzas
de rozamiento interno, al fluido se lo denomina FLUIDO
PERFECTO o IDEAL.
Aquellos en los cuales no se puede despreciar el
fenómeno de rozamiento interno se denominan FLUIDOS
VISCOSOS.
Debido a que en los gases las fuerzas de cohesión
son pequeñas, los efectos de la tensión superficial
y de la viscosidad pueden despreciarse.
Imaginemos dos láminas muy delgadas en el
interior de un fluido (figura 25), cuyas superficies
llamaremos S, separadas por una distancia l
(por una capa de fluido).
Supongamos que la lámina superior se desliza
paralelamente con una velocidad uniforme v respecto a la
lámina inferior, que suponemos en reposo
.
Figura 25
La experiencia muestra que las velocidades de las
láminas intermedias del fluido disminuyen uniformemente,
de una lámina a otra, desde v hasta
cero.
El flujo de este tipo se denomina LAMINAR
porque las láminas o capas del fluido se deslizan unas
sobre otras en forma suave y ordenada, así como lo hacen
los naipes de un mazo colocados sobre una mesa cuando se aplica
una fuerza horizontal sobre el que está ubicado más
arriba.
Si el fluido considerado fuera ideal no haría
falta aplicar ninguna fuerza para mantener el movimiento uniforme
de las capas superiores respecto a la que se encuentra en
reposo.
La experiencia muestra que si el fluido es real, resulta
necesario aplicar a la lámina superior una fuerza
tanto mayor cuanto mayor sea la velocidad v,
cuanto mayor sea S que es la superficie de la lámina
donde se aplica fuerza, y cuanto menor sea l, la
distancia entre láminas.
Como la fuerza F tenderá también
a arrastrar a la lámina inferior, para que ésta
quede en reposo, será necesario aplicar sobre ella una
fuerza igual a F y de sentido contrario.
La dependencia entre las magnitudes F, S y
l, se expresan matemáticamente
así:
Donde: ( es un coeficiente de proporcionalidad
llamada COEFICIENTE DE VISCOSIDAD DEL FLUIDO. El
coeficiente de viscosidad es una medida de la resistencia interna
que experimenta un fluido al poner en movimiento una capa donde
ha sido aplicado un esfuerzo de corte o cizalladura.
Autor:
Pablo Turmero
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