¿Es la viscosidad una consecuencia de la entropía?

Si ve esto como un problema de mecánica estadística, la viscosidad de corte surge del desequilibrio de traslación en el flujo (la viscosidad a granel es otro efecto). En otras palabras, surge porque dos capas de flujo que se mueven una al lado de la otra tienen diferentes velocidades promedio de las moléculas dentro de ellas.

Entonces, tenemos dos capas de fluidos, cada una con sus propias velocidades promedio. Debido a que estas moléculas también tienen energía térmica, se superpone una velocidad aleatoria a esta media; esto se debe a que estas moléculas rebotan al azar como les gusta hacer. Una molécula del lado de alta velocidad, en algún momento, se moverá hacia el lado de baja velocidad y chocará con una molécula allí. Esto transferirá algo de energía cinética de la molécula de alta velocidad a la molécula de baja velocidad. Del mismo modo, alguna molécula en el lado de baja velocidad eventualmente rebotará en el lado de alta velocidad y chocará. Esto transferirá energía nuevamente.

A medida que más y más de estas moléculas "cambian de lado" y traen consigo su impulso promedio, la diferencia de velocidades entre las dos corrientes se reducirá. Eventualmente, cuando todas las moléculas se mueven a la misma velocidad, no hay viscosidad porque una molécula que se mueve hacia un lado no es diferente de la molécula que desplazó. Estadísticamente, es el mismo estado.

Entonces, mirándolo desde esa perspectiva, la viscosidad es causada por gradientes de energía cinética. Por lo tanto, surge de la "tendencia de la energía a difundirse", pero eso se debe a que las moléculas son cosas discretas y llevan consigo cantidades discretas de energía. Y cuando estas moléculas chocan, redistribuyen su energía entre ellas. Cuando la energía de la que estamos hablando es energía de traslación, se obtiene viscosidad. También se pueden transferir otros tipos de energía, y estos aparecen en las ecuaciones continuas como otras propiedades del material (difusividad molecular, difusividad térmica, etc.).

La viscosidad aparece en dos formas: viscosidad dinámica, que es lo que normalmente entendemos por viscosidad y viscosidad cinemática.$\nu$, que es la relación entre la viscosidad de un fluido y su densidad.

No dices si quieres distinguir entre viscosidad líquida y viscosidad en gases, supongo que lo primero.

Esta área de la física es nueva para mí, pero después de mirar mis libros y fuentes como Factors Affecting Viscosity y, por supuesto :) Wikipedia Viscosity , la entropía no se menciona directamente.

Pero la viscosidad solo es útil como medida física si también se indica la temperatura a la que se da su valor.

Como la temperatura se puede definir como$1/T = \left(\frac {\partial S}{\partial U}\right)$con$N$y$V$constante, entonces tienes una asociación entre el grado de viscosidad y la entropía$S$.