Viscosidade

Definição

Viscosidade de muitas vezes referida como a espessura de um fluido. Você pode pensar em água (baixa viscosidade) e mel (alta viscosidade). No entanto, esta definição pode ser confusa quando estamos olhando para fluidos com diferentes densidades.

Em um nível molecular, a viscosidade é um resultado da interação entre as diferentes moléculas em um fluido. Isto pode também ser entendido como atrito entre as moléculas no fluido. Assim como no caso de atrito entre sólidos em movimento, a viscosidade determinará a energia necessária para fazer um fluxo de fluido.

Exemplo

Esta questão é muitas vezes melhor respondida pelo exemplo. Imagine um copo de isopor com um buraco no fundo. Se eu, então, derramar mel na taça, descobrirei que o copo drena muito lentamente. Isso é porque a viscosidade do mel é grande em comparação com viscosidades de outros líquidos.

Se eu encher o mesmo copo com água, por exemplo, o copo vai drenar muito mais rapidamente.

A viscosidade é uma medida da resistência de um fluido ao fluxo.

Ela descreve o atrito interno de um fluido em movimento. Um fluido com grande viscosidade resiste ao movimento porque sua composição molecular lhe dá muita fricção interna. Um fluido com baixa viscosidade flui facilmente porque a sua composição molecular resulta em muito pouco atrito quando está em movimento.

Gases também têm viscosidade, embora seja um pouco mais difícil de perceber em circunstâncias normais.

O que é

Viscosidade é um termo científico que descreve a resistência ao fluxo de um fluido.

O fluido pode ser um líquido ou um gás, mas o termo é mais comumente associado com líquidos.

Como um exemplo simples, xarope tem uma viscosidade muito maior do que a água: mais força é necessária para mover uma colher através de um frasco de xarope do que em um frasco de água porque o xarope é mais resistente ao fluxo em torno da colher. Esta resistência é devida ao atrito produzido pelas moléculas do fluido e afeta tanto a extensão com que um fluido se oporá ao movimento de um objeto através dele como a pressão necessária para fazer um fluido se mover através de um tubo.

Viscosidade é afetada por uma série de fatores, incluindo o tamanho e a forma das moléculas, as interações entre eles, e a temperatura.

O melaço é um fluido viscoso

Medição

A viscosidade de um líquido pode ser medida de várias maneiras por dispositivos chamados viscosímetros. Estes podem medir o tempo que leva para um fluido para se mover numa determinada distância através de um tubo ou o tempo necessário para que um objeto com um dado tamanho e densidade cair através do líquido.

A unidade de medida SI para isso é o pascal-segundo, sendo o pascal a unidade de pressão. Esta qualidade é, portanto, medida em termos de pressão e tempo, de modo que, sob uma pressão dada, um líquido viscoso levará mais tempo para mover uma determinada distância do que uma menos viscosa.

Fatores que afetam a viscosidade

Como regra, os fluidos com moléculas maiores, mais complexas, terão viscosidades mais altas. Isto é particularmente verdadeiro para as moléculas de cadeia longa, que são encontradas em polímeros e os compostos de hidrocarbonetos mais pesados. Essas moléculas tendem a se enredar umas com as outras, impedindo seu movimento.

Outro fator importante é a maneira como as moléculas interagem umas com as outras. Os compostos polares podem formar ligações de hidrogénio que ligam moléculas separadas em conjunto, aumentando a resistência global ao fluxo e ao movimento. Embora a água seja uma molécula polar, tem uma baixa viscosidade devido ao fato de que suas moléculas são pequenas. Os líquidos mais viscosos tendem a ser aqueles com moléculas longas que têm polaridade notável, como glicerina e propileno glicol.

A temperatura tem um efeito importante na viscosidade – tanto que as medições desta qualidade para fluidos são sempre dadas com temperaturas.

Nos líquidos, diminui com a temperatura, como pode ser visto se o xarope ou mel é aquecido. Isso ocorre porque as moléculas estão se movendo mais e, portanto, passam menos tempo em contato um com o outro.

Em contraste, a resistência ao movimento em gases aumenta com a temperatura. Isso ocorre porque, como as moléculas se movem mais rápido, há mais colisões entre eles, o que reduz a capacidade de fluxo.

A viscosidade

A viscosidade é a quantidade que descreve a resistência de um fluido ao fluxo.

Os fluidos resistem ao movimento relativo de objetos imersos através deles, bem como ao movimento de camadas com diferentes velocidades dentro deles.

Os óleos lubrificantes

É preciso a interpretação correta na lubrificação entre partes móveis em contato que ocorre nos motores de combustão interna (a gasolina e diesel): a camada de óleo lubrificante interpõe-se entre as peças a fim de evitar o contato direto entre estas, o que causaria um atrito excessivo que geraria temperaturas elevadas.

Embora evite esse problema, o óleo causa atrito pois é arrastado e se aquece, embora o sistema de arrefecimento dos motores seja dimensionado para dissipar o calor. É interessante notar-se que a viscosidade do óleo diminui com o aumento da temperatura.

O atrito

O atrito é um fenômeno sempre presente quando há corpos em contato e com movimento relativo.

Embora atribuído, em princípio, a corpos sólidos, a observação mostra que algo de semelhante se dá também com os líquidos e os gases: aqui, tem outro nome e apresenta outras características, menos acentuadas que nos sólidos.

Nos fluidos, o efeito de oposição ao movimento relativo recebe o nome de viscosidade, e sua existência é de grande importância no estudo do comportamento dos líquidos. É pelo uso de líquidos de viscosidade conveniente que se reduz a um mínimo o atrito entre duas peças de uma máquina, por exemplo.

Os líquidos

Os líquidos, assim como os gases, são considerados fluidos, isto é, “que podem fluir”. Uma de suas principais características é não possuírem formas próprias (como acontece com os sólidos), tendendo sempre a assumir a forma do recipiente que os contém.

Um líquido ideal não oferece qualquer resistência a uma eventual mudança de forma. Nos líquidos reais, entretanto a situação é outra. A viscosidade, inexistente no líquido ideal, esta presente em qualquer líquido real. E, devido a essa viscosidade, em qualquer líquido real existe uma certa resistência às mudanças de forma e ao movimento de qualquer porção do líquido.

Fonte: www.princeton.edu/www.wisegeek.org/physics.info/br.geocities.com