Efecto de La Temperatura en La Viscosidad

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA VISCOSIDAD a) Gases Toda Todas s las las molé molécu cula las s de un gas gas está están n en un cont contin inuo uo movi movim mient iento o aleatorio. Cuando hay un movimiento en bloque debido a un flujo, dicho movi movimi mien ento to se supe superp rpon one e a los los movi movimi mien ento tos s alea aleato tori rios os y lueg luego o se dist distri ribu buye ye por por todo todos s el flui fluido do medi median ante te coli colisio sione nes s mole molecu cular lares es.. Los Los análisis basados en la teoría cinética predicen:

m aT1/2 (11) La predic predicció ción n de la teoría teoría cinéti cinética ca concue concuerda rda perfec perfectam tament ente e con las tendencias experimentales, aunque debe determinarse la constante de prop propor orcio ciona nali lida dad d y uno uno o más más fact factor ores es de corr correc ecci ción ón;; esto esto limi limita ta la aplicación práctica de esta sencilla ecuación. Si se dispone de dos o más puntos experimentales, los datos deben correlacionarse mediante la correlación empírica de Sutherland

m = b·T1/2 / (1 + S/T) (12)

Las constantes b y S pueden determinarse simple escribiendo

m = b·T3/2 / (S + T) (13) o

T3/2 / m = T/b + S/b (14) b) Líquidos No es posible estimar teoricamente las viscosidades para líquidos con exactitud. El fenómeno de la transferencia de momento por medio de colisiones colisiones moleculares moleculares parece parece oscurecerse oscurecerse en líquidos líquidos por efecto efecto de los campos de fuerza que interactúan entre las moleculas líquidas apiñadas y muy cercanas unas a otras. Las Las visco iscosi sida dade des s de líqu líquid idos os son son afec afecta tada das s drás drásti tica came ment nte e por por la temperatura. Esta dependencia de la temperatura absoluta se representa bien mediante la ecuación empírica: m = A·exp(B/T) (15)

En resumen: en gases el aumento de temperatura provoca un aumento en la visco iscosi sida dad d mien ientras tras que que en los los líqu líquid idos os un aum aumento nto de la temperatura disminuye la viscosidad.

EFECTOS DE LA PRESIÓN EN LA VISCOSIDAD a) Gases La visc viscos osid idad ad de los los gase gases s es esce escenc ncia ialm lmen ente te inde indepe pend ndien iente te de la presión entre unos cuantos centésimos de una atmósfera y unas cuantas atmósferas. Sin embargo, la viscosidad a altas presiones aumenta con la presión(odensidad)

b) Líquidos Las viscosidades de la mayoría de los líquidos no son afectadas por  presiones moderadas pero se han encontrado grandes incrementos a presiones sumamente elevadas. Por ejemplo la viscosidad del agua a 10.000 10.000 atm es el doble que a 1 atm. Compuestos Compuestos de mayor complejidad complejidad muestran un aumento en la viscosidad de varios ordenes de magnitud sobre el mismo intervalo de temperatura El flujo de un fluído al rededor de una esfera ha sido estudiado por stokes s tokes para valores del número de reynolds UD/n menores que uno. La solución de este problema es de gran utilidad en la resolución de problemas tales como los de sedimentos de partículas de polvo. Stokes encontró que el empuje (fuerza ejercida sobre la esfera por el flujo de un fluído alrededor  de ella) vale

resistencia = 6·p·a·m·U (1) Siendo a el radio de la esfera y U la velocidad de la esfera relativa la fluído situado a gran distancia. Para encontarr la velocidad final de la esfera que cae en un fluído en reposo, debe tenerse en cuenta que la fuerza de empuje hidrostático más la fuerza de arrastre o resistencia debe ser igual al peso, es decir 

4/3 ·p·a3 ·g + 6·p·a·m·U = 4/3 ·p · a 3· gs (2) siendo g el peso específico del líquido y g s el de la esfera. Despejando U se encuentra la velocidad final de caída de la esfera:

U = 2/9 · a 2 /m · (g s - g) (3)