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1

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VISCOSIDADEXPERIENCIA N° 06

Viscosidad es una propiedad de los fluidos de gran importancia sobre todo en procesos industriales. Cantidad física de gran influencia en mediciones de flujo de fluidos. Su valor es punto de referencia en la formulación de nuevos productos.

I. OBJETIVO• Determinar el coeficiente de viscosidad de distintos líquidos.

II. EQUIPOS / MATERIALES

1 Soporte universal

1 Clamp

1 Pinza de agarradera

1 Viscosímetro de Ostwald

1 Termómetro analógico / digital

1 Vaso de precipitados, 1 500 ml

1 Picnómetro

1 Balanza digital1 Probeta graduada de 10 ml

1 Cronometro

Líquidos: Água destilada, alcohol, ron

III. FUNDAMENTO TEÓRICOEl gasto Q (rapidez de volumen de flujo) de lí i l t l i l fluido v por un volumen de control A,

Q = υ A

También se encuentra a partir de la ley de Poiseuille,

Q = V / t = π (P2 − P )R4 / 8ηL

(1)

Donde, V es el volumen del líquido de viscosidad η escurriéndose a través de un tubocapilar de longitud L y radio R sometido una diferencia de presiones tiempo t.

Despejando el coeficiente de viscosidad η de (1) se tiene:

(P2 − P1

)en un

η = π ( P2 − P ) R 4t / 8VL

(2)

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Considerando dos líquidos de iguales volúmenes y temperatura, midiendo los tiempost1 y t 2 que emplean en atravesar una sección transversal del capilar del viscosímetro yrecordando que la diferencia de presionesdel líquido, se establece que:

(P1 − P1

)es proporcional a la densidad ρ

η 1 = ρ 1 t 1

(3)η 2 ρ 2 t 2

Donde: η1 y η 2 son las viscosidades de los líquidos desconocido y conocidorespectivamente

ρ1 , ρ 2 son las densidades y t1 , t 2 son los tiempos respectivos

∆ t1 , ∆ t 2 son los errores absolutos de los tiempos correspondientes

La dependencia entre la viscosidad y la temperatura para un líquido, está dada por la relación,Lnη = LnA + E / RT

Su coeficiente de viscosidad η es, η = Ae E / RT

Donde, E: es la energía de activación para el flujoA: es una constanteR: es la constante universal de los gasesT: 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, alcohol yRon con el picnómetro.

ρ agua = ……….

ρ ron

ρ alcohol = ……….

= ……….

2. Vierta agua destilada en el viscosímetro hasta que llene el bulbo C (Figura 2).

3. Insufle aire por la rama ancha hasta que el líquido ascienda por el capilar llenando el

Figura 2

bulbo hasta el punto A. Cubra la rama ancha con un dedo; evitará así que el líquido descienda por gravedad.

4. Destape la rama ancha a fin de que el agua corra, y con el cronómetro tome el tiempo que tarda el líquido en pasar del punto A al punto B, realice este paso 5 veces y anote los valores en la Tabla 1.

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5. Repita los pasos anteriores para el alcohol y para el ron/mezcla, asegúrese que el viscosímetro se encuentre limpio antes de verter el líquido.

6. Seguidamente realice este mismo procedimiento para cada líquido a la temperatura de 50°C, para ello caliente agua en un vaso de precipitado de 1litro hasta que tenga la temperatura de 50°C, sumerja el viscosímetro con el líquido a trabajar en su interior y mida el tiempo que demora en pasar el líquido desde el punto A al punto B y regístrelo en la tabla 1.

TABLA 1

Agua Alcohol Ron/Mezcla

TAmb = °C T = 50 °C TAmb = °C T = 50 °C TAmb = °C T = 50 °C

tagua1 (s) Tagua2 (s) Talcohol1 (s) Talcohol2 (s) Tron1 (s) Tron2 (s)

12

3

45

t

∆tT = Temperatura (ºC), t = tiempo (s), ∆t = error total en la medida de t.

7. Caliente el agua en baño María a la temperatura de 50°C (utilice el vaso de precipitados grande casi lleno con agua), y repita los pasos anteriores. Anote los valores en la Tabla 1.

EXP. N° 06 – VISCOSIDAD FECHA:

ALUMNO: MATRÍCULA: V.B

EXP. N° 06 VISCOSIDAD 333

V. EVALUACIÓN

1. Reemplace los valores en la ecuación (3), tomando como dato la viscosidad teórica del agua para la temperatura correspondiente, Tamb y 50°C respectivamente, escriba sus resultados en la siguiente tabla.

ηagua (Tamb) ηagua (T =50°C)

ηalcohol (Tamb) ηalcohol (T =50°C)

ηron/mezcla (Tamb) ηron/mezcla (T =50°C)

2. Calcule los errores porcentuales para cada caso. Si el resultado sale mayor al 10%, justifique.

3. Investigue acerca de los tipos de lubricantes utilizados en autos y la relación de los lubricantes con la temperatura.

4. Determine el coeficiente de viscosidad para una mezcla que contenga 50% de agua destilada + 50% de ron.

VI. CONCLUSIONES.

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VII. RECOMENDACIONES.

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