¿Cómo se encuentra la viscosidad de los líquidos?
En muchas situaciones científicas e industriales es necesario conocer la viscosidad de los líquidos. La viscosidad es la medida de la resistencia del líquido al flujo. Los líquidos con alta viscosidad tienen una mayor resistencia al flujo y no se deforman fácilmente por el estrés físico, mientras que los líquidos con baja viscosidad son "delgadas" y fluyen fácilmente. La viscosidad de los líquidos se puede encontrar utilizando un instrumento conocido como viscosímetro, del cual hay muchos tipos diferentes. En los casos en que las mediciones menos precisas son aceptables, la viscosidad también se puede medir utilizando dispositivos simples basados en la gravedad.
Uno de los tipos más comunes de viscómetros es el viscoster de la esfera que cae. Esta configuración mide la viscosidad de los líquidos mediante el tiempo de cuánto tiempo lleva una pequeña esfera de densidad y tamaño conocidos para caer una cierta distancia a través de un líquido. La esfera se coloca en un tubo vertical lleno de líquido y se deja alcanzar su velocidad terminal a medida que cae. A la velocidad terminal, la fuerza de arrastre tirando tLa esfera hacia arriba es igual a la fuerza de la gravedad que la tira hacia abajo, y la esfera deja de acelerar, manteniendo una velocidad constante a medida que cae. Una vez que se conoce la velocidad terminal, la densidad del líquido y la esfera, y el tamaño de la esfera, se puede usar una fórmula, la ley de Stokes, para calcular la viscosidad del líquido.
Otro viscosímetro bastante simple que se utiliza en entornos de laboratorio es el viscosímetro Ostwald, también conocido como viscosímetro capilar de vidrio o viscosímetro de tubas U. Este dispositivo de tubo de vidrio en forma de U consta de dos bombillas, una en la parte inferior del brazo izquierdo de la U y el otro en la parte alta de la derecha. Se mantiene verticalmente a medida que el líquido se dibuja en la bombilla superior y luego se deja que fluya hacia abajo hacia la bombilla inferior, más allá de dos marcas en el tubo. La viscosidad de los líquidos se puede deducir factorizando en el diámetro del tubo de vidrio, la cantidad de tiempo que llevaS para que un líquido fluya más allá de las dos marcas, y la densidad de ese líquido.
Los laboratorios que requieren mediciones de precisión pueden usar viscosques más elaborados que incorporan electrónica y miden la viscosidad utilizando un pistón oscilante o un resonador vibrante sumergido en el líquido. En otros entornos, como la industria de la pintura, se pueden usar principios físicos más simples para deducir la viscosidad aproximada de los líquidos. Estas mediciones a menudo dependen de una medida conocida como viscosidad cinemática: la resistencia de un líquido para fluir en presencia de gravedad.
La copa Zahn y la copa de viscosidad Ford son ejemplos de dispositivos a base de gravedad utilizados para medir la viscosidad cinemática. En estos dispositivos, el líquido (pintura, en el caso de la copa Zahn o el aceite de motor para la copa Ford, drena a través de un pequeño agujero en el fondo de una taza mientras se mantiene en alto. El líquido fluye en una corriente lisa hasta que un cierto punto donde se rompe en gotas. Dependiendo de la viscosidad of El líquido, la rotura ocurrirá en diferentes momentos. Se puede encontrar una medida de viscosidad cinemática multiplicando este tiempo en segundos por el número de especificación de la copa, que se calibra para el líquido apropiado.