La miel, con una alta viscosidad, es espesa y lenta pero tiene una tensión superficial más baja que el agua.
La viscosidad es la medida de la resistencia interna al cambio de forma por las fuerzas de corte o tensión de tracción en un fluido en movimiento. Explica la fricción entre las moléculas que puede cambiar según la presión y la velocidad. La viscosidad puede involucrarse. Por ejemplo, algunos fluidos se ajustan a la ley de Newton, como el agua, y se consideran fluidos newtonianos. Mientras que otros fluidos, como el ketchup, se consideran no newtonianos porque su viscosidad depende de la velocidad de cizallamiento. ¿Alguna vez has notado que el ketchup no quiere ceder hasta que golpeas la botella, y una vez que comienza a fluir, no quiere parar?
Donde la miel es tan espesa (viscosa) que sus fuerzas internas de fricción hacen que fluya suavemente, excepto en circunstancias extraordinarias. La viscosidad siempre favorece el flujo laminar, mientras que la densidad, la velocidad y el mayor obstáculo favorecen el flujo turbulento.
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Realmente no nos involucramos en la medición de la viscosidad, pero digamos que es una medida dinámica que trata de capturar las propiedades de los fluidos en movimiento.
La tensión superficial , por el contrario, es en realidad un concepto mucho más simple. Se caracteriza por lo que parece ser una lámina elástica en la superficie de un líquido. La tensión superficial es lo que permite que un zancudo camine sobre el agua.
Las moléculas de agua dentro del líquido (que se muestran en azul en el gráfico a continuación) se atraen unas a otras a través de fuerzas cohesivas que se equilibran a cero. Sin embargo, las moléculas (verdes) en la superficie del líquido no tienen tantas moléculas para atraer y, por lo tanto, son empujadas hacia adentro, lo que hace que la superficie de un líquido se comporte como una lámina elástica. La tensión superficial es lo que hace que las gotas caigan sobre una superficie. Y es el equilibrio entre la tensión superficial en la interfaz gas / líquido y la energía superficial en la interfaz líquido / sólido lo que impulsa el ángulo de contacto.
Las fuerzas de cohesión describen la tensión superficial.
Sin embargo, la tensión superficial es generalmente una medida estática, donde la viscosidad, por otro lado, se trata del movimiento y las velocidades. Entonces, si bien es tentador dibujar una correlación entre la tensión superficial y la viscosidad, concluimos que no hay ninguna. La viscosidad tiene que ver con la propiedad de los fluidos en movimiento; la tensión superficial describe el comportamiento de la capa más externa de moléculas de un líquido en la interfaz líquido / gas. No hay correlación.
Tomemos la miel, por ejemplo, que tiene una viscosidad muy alta: su tensión superficial es en realidad menor que la del agua que tiene una viscosidad mucho menor. La acetona, por el contrario, tiene una viscosidad más baja que el agua, pero su tensión superficial también es menor. Cuando el mercurio tiene una viscosidad de 1.5 y agua 1.0, el mercurio tiene la mayor tensión superficial de cualquier líquido a temperatura ambiente. Es tan alto que el mercurio no fluye de manera ordinaria, sino que se rompe en pequeñas gotas que ruedan independientemente.
La tensión superficial y la viscosidad no están directamente relacionadas, como puede verificar al observar los valores dispares de estas dos cantidades para el mercurio. La viscosidad depende de las fuerzas intermoleculares dentro del líquido, mientras que la tensión superficial surge de la diferencia en las magnitudes de estas fuerzas dentro del líquido y en la superficie. Y así ocurre entre cualquier par de líquidos: no hay una regla de oro ni una correlación entre la tensión superficial y la viscosidad. No obstante, a pesar de que no existe una relación entre estas dos métricas, es generalmente cierto que a medida que aumenta la temperatura, tanto la viscosidad como la tensión superficial disminuyen.