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Viscosidade: Dinâmica e Cinemática

A viscosidade é uma resistência que o fluido apresenta ao escoamento. Sendo que essa resistência é definida como o atrito interno que é resultante do movimento de uma camada de fluido em relação à outra.
Escoamento Simples ilustrando a definição de viscosidade
Escoamento Simples ilustrando a definição de viscosidade
Se a força por unidade de área na placa superior da ilustração acima fosse medida, encontraríamos F/A = m V/d, isto é, a tensão cisalhante F/A é igual à viscosidade vezes a taxa de deformação, V/d, sendo d a distância entre as placas. Essa relação essencialmente define a viscosidade.

Um fluido que responde à tensão cisalhante (F/A) desta maneira é chamado de fluido Newtoniano, pois o fluido possui viscosidade que independem da velocidade. Muitos dos fluidos nos quais se deseja medir a velocidade são Newtonianos (exemplo: água, leite, óleos leves,), mas outros são não-Newtonianos, como as tintas, o ketchup, os fluidos poliméricos, etc.

A viscosidade é uma propriedade que sofre influencia da temperatura. Sendo que em fluidos líquidos, quando se aumenta a temperatura a viscosidade diminui, e em fluidos gasosos, quando se aumenta a temperatura a viscosidade aumenta. Sendo que essa variação de temperatura pode ser explicada examinando se o mecanismo de viscosidade.

Em fluidos com pressões moderadas, a viscosidade é independente da pressão e depende somente da temperatura. Em fluidos com pressões muito altas, a viscosidade dos gases e da maioria dos líquidos não tem lei bem definida de variação com a pressão.

Viscosidade Dinâmica


A viscosidade dinâmica (μ) (também conhecida como viscosidade absoluta) é dada em termos de força requerida para mover uma unidade de área a uma unidade de distância.

Sendo a unidade dessa viscosidade dada geralmente em Pa s, P (Poise), cP, lb/Ft s.

Obs.: P = g / cm s , 1P = 100 cP

Viscosidade Cinemática


A viscosidade cinemática (ν) é a relação entre a viscosidade dinâmica (μ) pela densidade (ρ):

relação de viscosidade
Sendo a unidade dessa viscosidade dada geralmente em m²/s ,ft2/s, St (Stokes), cSt (CentiStokes).

Obs.: cm²/s = St (Stokes), 1 St = 100 cSt

Medição de Viscosidade


A viscosidade é medida por viscosímetro, que consiste basicamente em instrumento que é capaz de medir a viscosidade de um fluido. Existem diversos tipos de viscosímetros, entre os quais se destacam pela sua importância e aplicação industrial, o viscosímetro capilar (também conhecido como viscosímetro de Ostwald), o viscosímetro de esfera em queda ou viscosímetro de bola (conhecido como viscosímetro de Stokes) e o viscosímetro rotativo.

Viscosímetro Capilar: esse viscosímetro é basicamente um tubo em U, onde um dos seus ramos é um tubo capilar fino ligado a um reservatório superior. Sendo que o tubo é mantido na vertical e coloca-se uma quantidade conhecida de um líquido no reservatório, deixando-o escoar sob a ação da gravidade através do capilar. A medida da viscosidade é o tempo que a superfície de líquido no reservatório demora a percorrer o espaço entre duas marcas gravadas sobre o mesmo.

viscosimetro capilar tambem conhecido-como viscosimetro ostwald
Viscosímetro capilar também conhecido-como Viscosímetro Ostwald
Viscosímetro de Stokes: esse viscosímetro é baseado na Lei de Stokes, consistindo basicamente em diversos contendo líquidos padrões de viscosidades conhecidas, com uma esfera de aço em cada um deles. O tempo que a esfera demora para descer o comprimento do tubo depende da viscosidade do líquido. Colocando-se a amostra num tubo semelhante, pode determinar-se aproximadamente a sua viscosidade por comparação com os outros tubos.
Viscosímetro de Stokes
Viscosímetro de Stokes
Viscosímetro rotativo: esse viscosímetro é um dos mais usados na indústria e mede a força de fricção de um motor que gira, devido a um sistema de pesos e roldanas, no seio de um fluído que se pretende estudar.

viscosimetro rotativo
Viscosímetro rotativo

Referências


Sobre o autor


Pedro Coelho Olá meu nome é , eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou estudante de engenharia civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)

17 Comentários de "Viscosidade: Dinâmica e Cinemática "

19 de agosto de 2015 às 12:02

Parabéns. A qualidade da informação é excelente.

20 de agosto de 2015 às 18:19

Olá Daniel

Agradeço o elogio =), e fico feliz que tenha gostado do texto

Um abraço

20 de fevereiro de 2016 às 11:01

Material muito bom, parabéns pela página.

18 de abril de 2016 às 23:39

Parabéns pelo material e sucesso!!

8 de setembro de 2016 às 18:11

Boa noite! Meu nome é Paulo, sou estudante de Agronomia da UFC. Estou estudando as características de soluções salinas e sódicas, que são encontradas normalmente no solo. Você poderia me passar algum conteúdo sobre respostas desses substancias ao eletromagnetismo. Desde de já obrigado.

9 de setembro de 2016 às 00:56

Boa Noite Paulo

Infelizmente, eu não tenho material sobre isso =( .Da uma olhada no ebah (rede social acadêmica), lá você pode acaba encontrando alguma apostila ou ebook de química analítica e quantitativa que fale sobre isso.

Espero ter te ajudado

Um abraço

9 de setembro de 2016 às 20:36

Obrigado!

Anônimo
28 de fevereiro de 2018 às 10:13

Conteúdo muito bom! Obrigado!

1 de abril de 2018 às 16:57

Mano, seu conteúdo me ajudou demais. Muito obrigado msm

24 de junho de 2018 às 10:43

Bela forma de abordar esse conteúdo.
Muito bom.

25 de novembro de 2018 às 21:31

Cara muito boa a sua página. Tambem me ajudou. Muito obrigado. Drus abençoe e que vc ckntinuc escrevendo para ajudar a galera

26 de novembro de 2018 às 13:17

Olá Jefferson

Eu fico muito feliz em ter te ajudado nos seus estudos :)

9 de outubro de 2019 às 08:29

Me dá um exemplo de viscosidade na mecânica industrial.

10 de outubro de 2019 às 19:52

Olá Anônimo
Pelo estilo de sua pergunta me parece que você é estudante de engenharia mecânica né? , Então eu vou tenta te dar um exemplo simples de mecânica :)

Primeiramente em várias partes mecânicas existe um certo atrito entre os metais, gerando calor e provocando um certo desgaste dessas peças. Para evitar que este desgaste ocorra, nós usamos um fluido viscoso para reduzir o atrito e dissipar esse calor gerado, e com isso, nós conseguimos aumentar a vida útil de peças metálicas.

Em geral, a viscosidade está presente em várias coisas do nosso cotidiano, como por exemplo, a pasta de dente que quando não está com a viscosidade correta pode nós dar um certo trabalho para usa-la, lembrando que quando ela endurece fica difícil de coloca na escova de dentes.

Espero que tenha gostado dos exemplos

21 de outubro de 2019 às 09:35

Bom dia sou Everson da empresa MK trabalho com polímeros de acrilamida faço testes do material no laboratório no equipamento copo ford

21 de outubro de 2019 às 09:36

Porém minha dúvida é se estou fazendo certo.

21 de outubro de 2019 às 14:00

Olá Everson

A primeira pergunta que você tem que se fazer é se os valores obtidos nos seus testes não estão fugindo muito do valor real esperado da literatura. Pois o equipamento copo Ford é um bom viscosímetro.

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