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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.
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| 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.
Observação: P = g / (cm.s) , 1P = 100 cP
Viscosidade Cinemática
A viscosidade cinemática (ν) é a relação entre a viscosidade dinâmica (μ) pela densidade (ρ):
Sendo a unidade dessa viscosidade dada geralmente em m2/s ,ft2/s, St (Stokes), cSt (CentiStokes).
Observação: cm2/s = St, 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.
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| 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.
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| 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.
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| Viscosímetro rotativo |
Referências
- Apontamentos de Mecânica dos Fluidos – Pedro Coelho, Santos, São Paulo, 2011.
- Mecânica dos Fluidos, Victor L. Streeter, Editora McGraw-Hill do Brasil, Recife, Pernambuco, 1978
- http://www.omel.com.br/artigos-tecnicos/escola-de-bombas/centrifugas/viscosidade/ (acessado em 25/04/2015 as 23:38)
- http://www.infopedia.pt/$viscosimetro (acessado em 26/04/2015 as 00:31)
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Viscos%C3%ADmetro (acessado em 26/04/2015 as 01:22)
- http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeqUMAG/vicosimetros-oleos-lubrificantes (acessado em 26/04/2015 as 23:26)
Sobre o autor
Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean
Six Sigma. Além disso, eu estou estudando 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 :)
19 Comentários de "Viscosidade: Dinâmica e Cinemática "
Parabéns. A qualidade da informação é excelente.
Olá Daniel
Agradeço o elogio =), e fico feliz que tenha gostado do texto
Um abraço
Material muito bom, parabéns pela página.
Parabéns pelo material e sucesso!!
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.
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
Obrigado!
Conteúdo muito bom! Obrigado!
Mano, seu conteúdo me ajudou demais. Muito obrigado msm
Bela forma de abordar esse conteúdo.
Muito bom.
Cara muito boa a sua página. Tambem me ajudou. Muito obrigado. Drus abençoe e que vc ckntinuc escrevendo para ajudar a galera
Olá Jefferson
Eu fico muito feliz em ter te ajudado nos seus estudos :)
Me dá um exemplo de viscosidade na mecânica industrial.
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
Bom dia sou Everson da empresa MK trabalho com polímeros de acrilamida faço testes do material no laboratório no equipamento copo ford
Porém minha dúvida é se estou fazendo certo.
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.
Ótima iniciativa Pedro.
Sugiro reescrever as unidades e fórmulas. O Latex ajudaria a manter um padrão.
As unidade estão um pouco confusas e alguns fatores quadrados não estão descritos.
Olá Anônimo
Fico feliz que tenha gostado do blog e por ter me alertado do tamanho dos elevados que estavam bem pequenos. Eu acabei de dar uma aumentada neles de outra forma para não pesar tanto no carregamento da página. Além disso, eu gosto de usar mais o Latex em artigos que tem muito cálculo.
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