viscosidad-1 (1).doc

7/25/2019 viscosidad-1 (1).doc

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Laboratorio de Fisicoqumica Viscosidad

INDICE

1. Principios Tericos..

. Datos! C"#cu#os $ %esu#tados....&

'. Discusin de resu#tados.1

&. Conc#usiones........1'

(. %ecomendaciones....1&

). %esumen.....1(

*. Introduccin $ ob+eti,os.1)

-. ib#io/ra0a....1*

. 2p3ndice....1-


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P%INCIPI45 TE4%IC45

La ,iscosidad es la resistencia de una porcin de un fluido cuando se desliza sobre

otra. Es la friccin interna de las molculas. Un fluido que no tiene viscosidad se llamafluido ideal, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad,

siendo el modelo de viscosidad nula una aproximacin bastante buena para ciertas

aplicaciones.

Es la resistencia de una porcin de un fluido cuando se desliza sobre otra es la

friccin interna de las molculas

Tambin se conoce como viscosidad dinmica

6n7 8 6F927 9 6d,9d$7

!nde

"#$ %Esfuerzo cortante por unidad de rea de una capa del fluido

dv#d& % 'radiente de velocidad (entre capas separadas una distancia &

campos de velocidad)

La viscosidad de un fluido puede medirse por un parmetro dependiente de la

temperatura llamada coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad el coeficiente

de viscosidad dinmico, designado como * o +. En el sistema internacional tenemos

que

- % /a0s % 1g0m230s23

4tras unidades 3 /oise (/) % 3523 /a0s % 3523 1g0s230m23

El coeficiente de viscosidad cinemtico, designado como 6, & que resulta ser igual al

cociente del coeficiente de viscosidad dinmica entre la densidad 6 % +#7. En unidades

en el sistema internacional

6 % m8.s23.

/ara el clculo de la viscosidad recurrimos a

La ecuacin de transporte para el 0#u+o de 0#uidos es de la forma

"lu9o % coeficiente de friccin relativo a viscosidad x gradiente de presin.

: 8 V9t 8;.r&.9-n.dP9d 9 L

!nde

d % densidad del fluido manomtrico

g % aceleracin de la gravedad

= % altura de presin manomtrica entre los puntos 3 & 8 del tubo

L % longitud entre los puntos 3 & 8 del tubo

Entonces se puede determinar la viscosidad seg>n n % ([email protected].=)#A:L

El r3/imen de0#u+o de 0#uidos & es cuando un fluido circula seg>n capas paralelas sedice que el rgimen de flu9o es laminar & se determina calculando un numero

adimensional llamado n>mero de Be&nolds.

%e 8 d,D9n

!nde

d % densidad del fluido

v %velocidad del fluido

! % dimetro del tubo por donde circula el fluido

n % viscosidad

;uando Be C 8.355 el fluido circula en rgimen laminar

Be D .555 el rgimen es turbulento

8.355 C Be C .555 el rgimen es de transicin


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D2T45! C2LC?L45 @ %E5?LT2D45

/rimero se determinara la viscosidad de lFquidos =aciendo que flu&an por un tubo

capilar en rgimen laminar o viscoso. El movimiento del lFquido se debe a la diferenciade presin entre dos puntos del tubo, por lo tanto midiendo el caudal del lFquido & la

diferencia de presin se puede obtener el valor de la viscosidad.

$dems nuestro equipo para esta experiencia ser de

3) Un recipiente aproximadamente de A litros.

8) Tubo capilar de aproximadamente de @5 cm & conexiones.

G) /robetas de 5, 355, 855 ml.

@) Tubos de vidrio para manmetro simple.

) Termmetro & cronometro.

Hnstalamos el sistema como se indica en la figura

El recipiente ser elevado para obtener un valor constante de la altura & a temperatura

constante, asF se proseguir tomando lectura del volumen utilizado & la variacin de la

altura que existir en cada una de las tomas. Este experimento se realizara variasveces & con distintas temperaturas con el fin de determinar el caudal por la frmula

: 8 V 9 t

!nde

: % ;audal en cmG# s.

< %


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$si que tenemos por dato

! % 3 gr#cmI

r % 5,8G cm

L % G8.8 cm

% G.3@3J

g % KA5cm#s

para cada experiencia tomaremos todos los datos & seran remplazados en cada

formula establecida

E


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Ax(@.3JO cmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x3.Gcm % B.( centipoise

Ax(@.AGcmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x3.3cm % 1.BB centipoise

Ax(G.JJO cmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x3.3cm % 1.B( centipoise

Ax(G.55 cmG#s)(G8.8 cm)

Pegun los datos establecidos podemos tener a grafica

Entonces podemos determinar la viscosidad promedio la cual seria

8 B.- centipoise

Becordemos los siguientes datos teoricos

Entonces podemos calcular el porcenta9e de error, el cual seria

QE % ((3.55 R 5.KKA)#3.55)x 355 % 5.JKQ

El margen de error es menor al uno porciento asi que esta en optimas condiciones el

resultado.

E


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/ara M % G5.3 & una temperatura del agua de 85N ;,ambas constantes & durante un

minuto, algunas lecturas a continuacin.

/ara determinar el caudal en cada lectura


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8 B.( centipoise

Becordemos los siguientes datos teoricos

Entonces podemos calcular el porcenta9e de error, el cual seria

QE % ((3.55 R 5.K8)#3.55)x 355 % .8OQ

El margen de error esta dentro de lo establecido.

E


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% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x5.A cm % B.(' centipoise

Ax(.55 cmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x5.K cm % B.*( centipoise

Ax(@.555 cmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x5.O cm % B.(centipoise

Ax(G.KJO cmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x5.A cm % B.)) centipoise

Ax( @.5GG cmG#s)(G8.8 cm)

% (G.3@3J)(5,8Gcm)@x(3g#cmI)x(KA5cm#s)x3.5 cm % B.* centipoise

Ax(@.85 cmG#s)(G8.8 cm)

Pegun los datos establecidos podemos tener a grafica


8 B.))& centipoise


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$demas tenemos que la viscosidad se puede representar en funcion de la

temperatura

Lo/ 6n7 8 2 9 T

!onde

$ & S son constantes del fluido. T es la temperatura.

Viscosidad en centipoise a temperatura en C 6Terico7A

Temperatura(C)

20 30

Viscosidad (c) 1,005 0,8007

Log (3.55) % $ S # 85 & Log (5.A55O) % $ S # G5

!espe9ando de ambas ecuaciones tenemos

2 8 B.' $ 8 (.1-

Entonces tenemos la siguiente ecuacion

Lo/ 6n7 8 B.' (.1- 9 T

;on la ecuacion =allada podemos comprobar los valores encontrados en cada

experiencia realizada, es asi que tenemos

E


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Experimentalmente % 5.K8 centipoise

$plicando la ecuacion (Log (n) % 2 5.8KGK .K83A # T)

% 3.555GKO centipoise

Entonces podemos argumentar que el dato teorico no varia de lo establecido & el

margen de error sigue dentro de lo permitido.

E


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DI5C?5IN DE %E5?LT2D45

Los datos que influ&en en las experiencias de viscosidad son

Los valores obtenidos en cada experiencia tienen un Q de error menor al Q &

por tanto son admisibles es asi que tenemos

T%85N; & M%85.3 cm tiene Q error % 5.JKQ

T%85N; & M%G5.3 cm tiene Q error % .8OQ

T%@@N; & M%G5.3 cm tiene Q error % @.3OQ

/ara las graficas de caudal vs VM no unimos los puntos para generar la grafica

&a que estos valores estan dispersos alrededor de la linea de tendencia para lo

cual tenemos algunos puntos mu& ale9ados, se =aran mencion a algunos de

estos

W= % 3.G cm & tiene : % @.AG cmG#s para la grafica 3.

W= % 3. cm & tiene : % .55 cmG

#s para la grafica 8.

W= % 5.A cm & tiene : % .55 cmG#s para la grafica G.

Pe comprob que los valores determinados de modo experimental no son

a9enos a los teoricos & esto se demuestra en las graficas de XLog (n) vs 3#TY,

las cuales tienen una grafica de la linea mu& certera con su tendencia.


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C4NCL?5I4NE5

!el laboratorio podemos tener las siguientes conclusiones

El valor de la viscosidad toma como factor importante la variacion de la altura

aunque este sera minimo a la misma temperatura.

$l realizar la grafica del caudal vs la variacion de altura nos indica que el flu9o

esta en regimen laminar por el motivo de que la grafica resulta ser una recta.

La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura & a la altura.

La unudad de la viscosidad es el poises pero utilizaremos los centipoises &a

que las cantidades son mu& grandes.

El valor de la viscosidad teorica solo permite un corto margen de error, aunque

como se menciono es dificil de llegar al correcto debido a que la viscosidad delos liquidos varia rapido asi que tener el ma&or cuidado posible.


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%EC4GEND2CI4NE5

Las recomendaciones que podemos brindar para este laboratorio son las siguientes

/ara esta experiencias se traba9 con cronometro asF que tomar bien los

tiempos & eliminar los datos discordantes o rectificarlos realizando una vez ms

la experiencia.

Zo olvidar calibrar bien siempre todos los instrumentos antes de que sean

utilizados.

/ara este laboratorio se traba9a con la temperatura asF que debemos tomar en

cuenta las condiciones externa al experimento pues estas pueden afectar los

resultados, adems tomar bien la lectura del termmetro.

Es preferible que para cada lectura de medidas, buscar que sean tomadas la

ma&or cantidad de cifras para tener un resultado ms preciso & no mu& ale9ado

del terico.

Leer el manual del laboratorio antes de empezar a realizar cualquier paso.

/or ultimo pero no menos importante recordar que antes de entrar al

laboratorio se debe de leer la guFa & tener previsto que se realizara, adems

llevar puesto sus respectivos mandiles & los utensilios a utilizar.

%E5?GEN


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El presente laboratorio titulado como X


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INT%4D?CCI4N

El laboratorio de viscosidad nos sirvi para poder determinarla mediante frmulas con

el simple =ec=o de conocer su temperatura & variacion de tama[o, adems la

viscosidad se mide en las unidades de poise.

La viscosidad de los gases aumenta con la temperatura\ en cambio la viscosidad de

los lFquidos disminu&e con la temperatura.

Zo es posible estimar tericamente las viscosidades para lFquidos con exactitud. Las

viscosidades de lFquidos son afectadas drsticamente por la temperatura.

El valor de la viscosidad varia ampliamente en los lFquidos, en los slidos es mu&

Fnfima esta resistencia de molculas, el caudal que circula por una tuberFa en rgimen

laminar viene dado por la ecuacin de /oiseuille. Es asi que de modod experimental

pudimos determinar cada variante &a mencionada.

La viscosidad es una propiedad de los fluidos que es de gran importancia en m>ltiples

procesos industriales, adems de ser una variable de gran influencia en las

mediciones de flu9o de fluidos, el valor de viscosidad se usa como punto de referencia

en la formulacin de nuevos productos, facilitando la reproduccin de la consistencia

de un lote a otro.

4HETIV45

Este laboratorio nos conduce a determinar

La viscosidad de los lFquidos a distintas temperaturas.

!eterminar el caudal de un liquido.

!eterminar la relacion de la viscosidad con la temperatura.

La fcil aplicacin de este experimento en un laboratorio.


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ILI4%2FI2

"HPH;4 :UH]H;$, 'aston /ons ]uzzo (3KAO), Editorial Sru[o.

'UH$ !E L$S4B$T4BH4 !E "HPH;4:UH]H;$.

:UH]H;$ 'EZEB$L, editorial lumbreras.

:UH]H;$ 'EZEB$L, ;=an, Ba&mond.

Siblioteca de ;onsulta ]icrosoft ;orporation Encarta 855G2855O.


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2PENDICE

Hmgenes tomadas del laboratorio

17 Tomando la temperatura del agua.

7 $rmando el sistema de traba9o.

$lgunos cuadros presentes en este informe son

3) /ara la experiencia 3


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8) /ara la experiencia 8

G) /ara la experiencia G


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/ara los valores teoricos & experimentales de Log(n)

3) TE4BH;4

8) E_/EBH]EZT$L


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viscosidad-1 (1).doc