Tensão de Superfície vs Viscosidade
Viscosidade e tensão superficial são dois fenômenos muito importantes em relação à mecânica e à estática dos fluidos. Campos como hidrodinâmica, aerodinâmica e até aviação são afetados pelas consequências desses fenômenos. É vital ter um conhecimento sólido desses fenômenos para se sobressair em tais campos. Este artigo irá comparar a viscosidade e a tensão superficial e apresentar as diferenças entre as duas.
O que é tensão superficial?
Considere um líquido homogêneo. Cada molécula nas partes centrais do líquido terá exatamente a mesma força puxando-a para todos os lados. As moléculas circundantes estão puxando a molécula central uniformemente em todas as direções. Agora considere uma molécula de superfície. Tem apenas forças agindo sobre ele em direção ao líquido. As forças adesivas ar-líquido não são tão fortes quanto as forças coesivas líquido-líquido. Portanto, as moléculas da superfície são atraídas para o centro do líquido, criando uma camada compacta de moléculas. Essa camada superficial de moléculas atua como uma película fina no líquido. Se tomarmos o exemplo da vida real do strider de água, ele usa essa película fina para se colocar na superfície da água. Ele desliza nesta camada. Se não fosse por esta camada, ele se afogaria imediatamente. A tensão superficial é definida como a força paralela à superfície perpendicular a uma linha de comprimento unitário desenhada na superfície. As unidades de tensão superficial são Nm-1. A tensão superficial também é definida como energia por unidade de área. Isso também dá à tensão superficial uma nova unidade Jm -2. A tensão superficial, que ocorre entre dois fluidos imiscíveis, é conhecida como tensão interfacial.
O que é Viscosidade?
Viscosidade é definida como uma medida da resistência de um fluido, que está sendo deformado por tensão de cisalhamento ou tensão de tração. Em palavras mais comuns, a viscosidade é a “fricção interna” de um fluido. Também é conhecida como espessura de um fluido. Viscosidade é simplesmente o atrito entre duas camadas de um fluido quando as duas camadas se movem uma em relação à outra. Sir Isaac Newton foi um pioneiro na mecânica dos fluidos. Ele postulou que, para um fluido newtoniano, a tensão de cisalhamento entre as camadas é proporcional ao gradiente de velocidade na direção perpendicular às camadas. A constante proporcional (fator de proporcionalidade) usada aqui é a viscosidade do fluido. A viscosidade é geralmente indicada pela letra grega “µ”. A viscosidade de um fluido pode ser medida usando viscosímetros e reômetros. As unidades de viscosidade são Pascal-segundos (ou Nm-2 s). O sistema cgs usa a unidade “equilíbrio” com o nome de Jean Louis Marie Poiseuille para medir a viscosidade. A viscosidade de um fluido também pode ser medida por vários experimentos. A viscosidade de um fluido depende da temperatura. A viscosidade diminui com o aumento da temperatura.
τ = μ ∂u / ∂y
As equações e modelos de viscosidade são muito complexos para fluidos não newtonianos.
Qual é a diferença entre tensão superficial e viscosidade?
• A tensão superficial pode ser considerada como um incidente que ocorre em líquidos devido às forças intermoleculares desequilibradas, enquanto a viscosidade ocorre devido a forças nas moléculas em movimento.
• A tensão superficial está presente em fluidos móveis e imóveis, mas a viscosidade só aparece em fluidos em movimento.
