UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA TEMA: VISCOSIDAD (EXPERIENCIA 4) CURSO: LABORATORIO DE FISICA II PROFESOR: MIGUEL CASTILLO INTEGRANTES:
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA
FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA
TEMA: VISCOSIDAD
(EXPERIENCIA 4)
CURSO: LABORATORIO DE FISICA II
PROFESOR: MIGUEL CASTILLO
INTEGRANTES:
VISCOSIDADEXPERIMENTO N° 4
I. OBJETIVO:
Determinar en forma cuantitativa el coeficiente de viscosidad de un líquido en
función de la viscosidad conocida de otro líquido.
II. MATERIALES:
Soporte universal
Clamp
Pinza con agarradera
Viscosímetro de OSTWALD
Termómetro
Vaso de precipitados, 1 500 ml.
Probeta graduada de 10ml
Balanza digital
Cronometro
Picnómetro
Líquidos: agua, alcohol y ron
VASO DE PRECIPITADO SOPORTE UNIVERSAL
PROBETA GRADUADA TERMÓMETRO
BALANZA DE TRES BRAZOSCRONÓMETRO
PIE DE REY VISCOSÍMETRO
AGUA DESTILADA ALCOHOL ETÍLICO
III. FUNDAMENTOS TEORICOS:
La viscosidad es lo contrario de la fluidez, generalmente se define como resistencia
al flujo. Los líquidos (y también los gases) pueden fluir, es decir desplazarse una
porción respecto a otra. Las fuerzas de cohesión entre moléculas originan una
resistencia interna a este desplazamiento relativo denominado viscosidad.
Se llama viscosidad o frotamiento interno a la resistencia experimentada por una
porción de un líquido cuado se desliza sobre otra como consecuencia del
rozamiento molecular. El agua fluye más fácilmente que la melaza y esta con más
facilidad que una pasta de caucho. Los aceites de motor están clasificados en una
escala que corresponde a su viscosidad .Como la viscosidad normalmente aumenta
cuando disminuye la temperatura tenemos que reemplazar el aceite para motor
“pero de verano” (alta viscosidad) con uno de viscosidad mas baja para el tiempo
frió.
En base al modelo cinético molecular. La viscosidad de los gases aumenta al
aumentar la temperatura. La viscosidad de los líquidos disminuye al aumentar al
temperatura. Las viscosidades de los líquidos se miden comúnmente con el
viscosímetro de Ostwald, o para líquidos mas viscosos con el viscosímetro de esfera
.La unidad de viscosidad es el poise (1g.cm-1.s –1), es el mas favorable para
determinar la viscosidad de un liquido por comparación con otro liquido cuya
viscosidad ya es conocida y en condiciones experimentales idénticas
VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS
¿POR QUÉ LA MIEL NO FLUYE DE MANERA TAN RÁPIDA COMO LO HACEN EL
AGUA, EL ACEITE, LA SANGRE, ETC?
ES DEBIDO A SU VISCOSIDAD, PROPIEDAD DEL FLUIDO POR LA CUAL SE
MANIFIESTA QUE TAN INTENSA ES LA OPOSICION A FLUIR CUANDO SE LE
APLICA UNA FUERZA.
La viscosidad de un liquido puede ser determinado su velocidad de flujo a través de
un bulbo capilar.
Para el volumen (V) de un líquido que fluye a través de un tubo capilar de radio r,
longitud L, en un tiempo t, bajo una diferencia de presión P; su viscosidad es
expresada mediante la ecuación de Poiseuille:
La unidad de viscosidad en el SI es el N.s/m2 = Pa.s.: Una unidad antigua, pero de
uso común es la dina/cm2, llamada poise en honor a Poiseuille. Estas unidades
están relacionadas por
1 Pa.s = 10 poise
El gasto Q de un líquido o la viscosidad de volumen de flujo esta dado de la
siguiente manera:
Donde V es el volumen del líquido de viscosidad “” escurriéndose a través de un
tubo capilar de longitud de longitud “L” de radio “R” bajo la diferencia de presión
(P2 – P1) en el tiempo “t”.
Despejando “” se tiene:
Consideramos dos líquidos de volúmenes iguales y observamos los tiempos t1 , t2
que empleados en atravesar una sección transversal del mismo tubo y recordemos
que (P2 – P1) es proporcional a la densidad del liquido, se puede establecer que :
Las cantidades t1 y t2 se miden más adecuadamente con un viscosímetro de
Ostwald. Una cantidad definida de liquido se introduce en el viscosímetro
sumergido en un termostato y luego se hace pasar por succión al bulbo B hasta que
el nivel del liquido este sobre una marca a. Se deja escurrir el liquido el tiempo
necesario para que su nivel descienda hasta una marca b y se mide con un
cronometro. El viscosímetro se limpia, luego se añade el líquido de referencia y se
repite la operación. Con este procedimiento se obtienen t1 y t2 y la viscosidad del
líquido se calcula con la ecuación anterior.
Donde:
η1: es la viscosidad del líquido desconocido.
η2: es la viscosidad del líquido conocido.
ρ1, ρ2: son las densidades respectivas.
t1, t2: son los tiempos respectivos.
Δt1, Δt2: son los errores absolutos de los tiempos respectivos.
La dependencia entre la viscosidad y la temperatura para el liquido, está dad por
la relación,
Despejando η,
Donde:
E: es la energía de activación para el flujo
A: es una constante
R: es la constante universal de los gases
T: es la temperatura (en escala absoluta)
IV. EXPERIMENTO
MONTAJE
Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental la Figura 2
PROCEDIMIENTO
1. Determine las densidades del agua destilada, alcohol y ron. Use el
picnómetro ( o la probeta de 10ml ) y la balanza digital