Fluídos

Marco Teórico

Viscosidad

Esta propiedad es una de las más importantes en el estudio de los fluidos y se pone de manifiesto cuando los fluidos están en movimiento. La viscosidad de un fluido se define como su resistencia al corte. Se puede decir que es equivalente a la fricción entre dos sólidos en movimiento relativo. Cuando deslizamos un sólido sobre otro, es preciso aplicar una fuerza igual en dirección y magnitud a la fuerza de rozamiento pero de sentido opuesto:

donde (m) es el coeficiente de rozamiento y () es la fuerza normal, para que el sólido se mueva con velocidad constante () en dirección, sentido y magnitud.

Polímeros y fluídos no-newtonianos

La materia aparece en tres estados fundamentales que son el sólido, el líquido y el gaseoso. Cada uno de ellos depende de las fuerzas de cohesión entre sus partículas; en sólidos y líquidos éstas son muy altas, sólo que en los sólidos son algo mayores, por lo que sus partículas no pueden desplazarse sólo vibrar. En los líquidos sí se desplazan, por lo que pueden fluir, lo que les otorga que puedan cambiar de forma. Con lo que los sólidos poseen forma fija y los líquidos no...

Los fluidos newtonianos son todos aquellos para los que la viscosidad (resistencia a fluir) es constante con la temperatura como el agua, el alcohol, etc, mientras que los fluidos no-newtonianos son sustancias que pueden comportarse como sólidos y líquidos, dependiendo de la presión a la que se les someta. Su viscosidad  es función de la tensión a las que se les someta. Un fluido no newtoniano que encontramos en la cocina es el ketchup: generalmente ocurre que al volcar el recipiente de ketchup el contenido no salga, no se vierta. Es necesario agitar fuertemente para que el contenido se vierta con facilidad. Ocurre que la viscosidad del fluido disminuye al agitarlo, promoviendo el movimiento de las moléculas entre sí.

Las sustancias con las que vamos a hacer el estudio de la forma son polímeros en su mayor caso. Los polímeros están formados por largas cadenas de miles de moléculas pequeñas que se repiten, como las cuentas de un collar. Según el tipo de molécula, la longitud de las cadenas, la unión de esas cadenas entre sí para formar estructuras tridimensionales, etc., tendremos un polímero líquido o sólido, con distintas propiedades.

Los polímeros se pueden clasificar:

• Según sus caracteres químicos
• Según su estructura 
• Según su procedencia
  
   Naturales: se encuentran en la naturaleza, como celulosa, madera, proteínas etc.
   Artificiales: han sido sintetizados industrialmente.

Sin embargo esta clasificación no es clara, puesto que muchos polímeros naturales o bien pueden reproducirse en el laboratorio o son base de ulteriores manipulaciones.

•  Según sus propiedades termodinámicas

Los termoplásticos adquieren plasticidad, de ahí su nombre, al ser calentados lo que permite su conformación por técnicas relacionadas con el calor. Sus cadenas no están ramificadas. Por el contrario, los termoestables no tienen esta propiedad y al calentarse lo más normal es que acaben descomponiéndose. Se trata de cadenas muy ramificadas y entrecruzadas. Elastómeros son los derivados o sustitutos del caucho. Su propiedad característica es la elasticidad.

Experimento: Slime magnético

Objetivo: Observar cómo se comporta un fluido no-newtoniano

Materiales

• Dos recipientes de vidrio (uno para manejar la mezcla y otro para disolver el bórax en agua)
• Resistol blanco*
• Agua
• Bórax en polvo
• Limadura de algún metal
• Una cuchara cafetera
• Un imán**

*De preferencia un resistol que tenga buena calidad

** Es preferente que se emplee un imán más o menos potente

¿Cómo funciona?

Se obtiene una reacción endotérmica, porque al mezclar las soluciones de pegante y bórax estos generaron que el producto final (slime) obtuviera mas energía. El bórax permite que el slime se vuelva grueso, ya que al mezclar la solución de bórax con la del pegante, el bórax genera una capa fuerte sobre la cadena de polímeros del pegante, reduciendo su elasticidad y aumentando su espesor. Gracias a el agua se logra que el slime quede bien mezclado ya que ayuda en las dos soluciones formadas al principio.

Se resbala entre los dedos cuando lo tocas, sin embargo, no se pega a la piel. Se presenta en una variedad de colores, generalmente de color verde. A veces actúa como un líquido, pero en otras ocasiones actúa como sólido. Se puede hacer brillar en la oscuridad, o hasta ser fluorescente bajo la luz oscura. En este caso se optó por un slime magnético por el efecto óptico que causa en este un imán. Y aunque los resultados no fueron los esperados, se puede optar por crear un polímero sin la limadura de algún metal.

Bibliografía

http://es.slideshare.net/MnicaAlejandra2/slime-12111062
https://prezi.com/c_qn62mcqcsq/la-ciencia-del-slime/
http://sef.xena.ad/lcf/mars2010/polymeres/Polimeros.htm
http://fcm.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/VISCOSIDAD.htm

Este experimento, originalmente se sacó de:
https://cerebrodigital.org/receta-preparar-slime-magnetica-casa/