Viscosidad de gases.

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Recordando la segunda ley de Newton, que relaciona la fuerza con la velocidad de la variación de la cantidad de movimiento y que las capas contiguas de un fluido en flujo laminar, se mueven con velocidades diferentes parece razonable que deban relacionarse la viscosidad y el intercambio de la cantidad de movimiento entre líneas de corrientes. Las moléculas que están fluyendo de un modo ordenado, tienen una pequeña velocidad de desplazamiento superpuesta a sus grandes velocidades térmicas aleatorias. En un gas viscoso, las moléculas situadas en líneas de corriente adyacente, se mueven con velocidades de desplazamiento diferentes. Cuando las moléculas pasan, como resultado de su movimiento aleatorio, de una línea de corriente en movimiento más lento a otra más rápida deberán recibir una cantidad de movimiento extra por las moléculas más rápidas. Al mismo tiempo algunas moléculas pasan de la línea de corriente más rápida a la más lenta y cederán su cantidad de movimiento en exceso. Como resultado, la capa más rápida ha sufrido una pérdida neta de cantidad de movimiento y la velocidad a la que esto ocurre es igual al arrastre o fuerza viscosa que la capa más lenta ejerce sobre la más rápida [2].

Experimentalmente se mantuvo el sistema a una presión y temperatura constante, y observando la tabla 1, se tiene que el oxígeno fue el gas con mayor valor de viscosidad (200 micropoises) y el gas que presentó menor viscosidad fue el hidrogeno ( 144 micropoises), comparando estos datos con los valores reportados de la literatura, se puede observar que de los gases analizados, efectivamente la viscosidad del hidrogeno es la que presenta un valor inferior, según los valores teóricos, existe una relación proporcional entre la viscosidad de un gas determinado y su peso molecular, es decir, se observa en gran medida un incremento de la viscosidad de un gas, al incrementar el peso molecular del mismo, esto se debe a que al incrementar el peso molecular del gas, deberá aplicarse mayor fuerza por unidad de área para lograr que las moléculas de gas pasen y salgan por el tubo capilar, de este modo hay mayor impedimento a la fluidez del gas y un incremento en la viscosidad del mismo. A pesar de esto, se presentó una discrepancia con el oxígeno, el cual presentó un mayor valor de viscosidad en comparación con el argón de mayor peso molecular, probablemente debido al incremento en el diámetro del capilar, el cual fue acondicionado con silicona para disminuir sus dimensiones y tener un mejor control del tiempo de salida de cada gas, y al incrementarse dicho diámetro, logra salir un mayor número de moléculas por unidad de tiempo.

- CONCLUSIONES

- El gas Hidrogeno presenta una mayor fluidez que el Argón, Helio, Nitrógeno, Oxigeno y aire.

- El método capilar se ve afectado por las dimisiones del capilar, que pueden generar errores considerables en la determinación de la viscosidad de un gas.

- La viscosidad de un gas incrementa proporcionalmente con el peso molecular del gas analizado.

- Los gases presentan valores de viscosidad inferiores a los líquidos.

- BIBLIOGRAFIA

[1] Química Física, G.M.Barrow, Editorial Reverte, Cuarta Edición, Pag 25-27.

[2] Propiedades mecánicas y térmicas de los materiales, A.M.Collieu, D.J.Powney, Editorial Reverte, Pag 128.