Viscosidad y tensión superficial

Tanto la viscosidad como la tensión superficial están conectadas teóricamente con las fuerzas intermoleculares, pero siguen siendo conceptos muy diferentes.

La fuerza de viscosidad es una fuerza que actúa solo cuando el fluido se mueve y actúa para disminuir el gradiente de velocidad en él. La viscosidad es una caracterización del propio fluido . En términos generales, dice qué tan rápido se propaga el impulso de las capas de fluido vecinas perpendicularmente a ellas en un proceso de no equilibrio.

La fuerza de tensión superficial no actúa dentro de la sustancia, sino solo en su límite con la sustancia de otro tipo, incluso si nada se mueve. No es una propiedad de la sustancia en sí, sino de un par de estas que se encuentran en la frontera. A menudo se utiliza la expresión "tensión superficial del agua"; pero lo que se quiere decir es tensión superficial del par agua-aire. Las combinaciones agua-vaso o agua-aceite tienen diferente valor de tensión superficial. En términos generales, la tensión superficial indica cuánta energía de interacción se almacena cuando dos especies químicas están en contacto mutuo, incluso en equilibrio.

Como bien explica @JánLalinský, la tensión superficial se mide entre dos fluidos, mientras que la viscosidad se mide dentro de uno. Digamos que tiene una gota de algún líquido, esto significa que si cambia el medio circundante, la tensión superficial que rodea al líquido cambia, mientras que la viscosidad de la gota no lo hará.

Dicho esto, si mantiene el medio circundante constante y muy diferente de los líquidos que está observando, existe una correlación entre la tensión superficial y la viscosidad. Eche un vistazo a la tabla de alcanos a continuación. Puede ver claramente que al aumentar la longitud de la cadena de carbono, tanto la viscosidad como la tensión superficial aumentan con el aire.

El problema es que esta relación generalmente no es válida y solo se cumple para sistemas relativamente simples como los alcanos con aire. Si, por ejemplo, mediría la tensión superficial de estos productos químicos con heptano, obviamente esta tabla tendrá un mínimo ($0 \text{ mN/m}$) en heptano, pero valores más altos de tensión superficial tanto para hexano como para octano.