informe - viscosidad

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

1.0 INTRODUCCION.-En el siguiente informe de laboratorio se presentarán los detalles de la obtención de la viscosidad de los fluidos que en este caso es la Glicerina. El objetivo de este laboratorio es entender el de cómo se obtiene la viscosidad de un líquido de manera empírica que es muy importante para la mecánica de fluidos. Este reporte de laboratorio incluirá un marco teórico, donde se definirán términos y conceptos clave relacionados con la viscosidad. También se presentará el diseño experimental utilizado, esto es, los materiales y los procedimientos realizados durante la experiencia. Por último se presentarán los resultados obtenidos en forma tabular y se plantearán las conclusiones utilizando para ello las formulas explicadas en clase como son el número de Reynolds y la ecuación de Stokes.

2.0 OBJETIVO GENERAL.-

El objetivo principal de este laboratorio es de conocer el método para hallar la viscosidad de los fluidos de manera experimental valiéndonos de los datos obtenidos en el laboratorio y con los cálculos respectivos encontrar dicha viscosidad que nos servirá de gran manera para conocer de mejor manera el curso de Mecánica de Fluidos I y por supuesto para nuestra vida profesional.

El objetivo de este laboratorio es relacionar los resultados experimentales con los modelos teóricos ya establecidos en libros y demostrar la valides de ella.

Hacer uso de tablas de datos en Excel. Aprender a trabajar en grupo con los compañeros.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICO.-

Encontrar la viscosidad de la Glicerina. Saber cómo se utilizan los instrumentos del laboratorio y específicamente para los instrumentos

necesarios para hallar la viscosidad de la Glicerina.

3.0 MARCO TEORICO.-

La densidad (D)

La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.

INFORME DE MECANICA DE FLUIDOS I Página 1


Peso específico (γ)

El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen de dicha sustancia en los líquidos, γ puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de presión. El peso específico se calcula con la siguiente formula.

= peso (W)/volumen (V)γ

Densidad relativa (Dr.)

la densidad relativa de un cuerpo es un numero adimensional que viene dado por la relación del peso del cuerpo al peso de un volumen igual de una sustancia que se toma como referencia . Los sólidos y líquidos se refieren al agua (a 20·C), mientras que los gases se refiere al aire. se calula con la siguiente formula

4.0 MATERIALES PARA LA PRACTICA DE LABORATORIO

Materiales Cantidad UtilizadaProbeta 1

Termómetro 1Balanza eléctrica

Glicerina 1

Hornilla Eléctrica 1Recipiente Metálico 1



5.0 PROCEDIMIENTO

primero. Procederemos a hervir el agua en la hornilla eléctrica.

Teniendo mucho cuidado con los cantos calientes.

Segundo:

En el recipiente para calentar el fluido verteremos la glicerina alrededor de mas de la mitad de su volumen, para luego poner en el recipiente de agua hirviendo.



En el transcurso que se va calentando la glicerina tomemos una temperatura de referencia sea mayor a50 °C luego tomemos datos con la ayuda de la balanza eléctrica.

Luego de la primera tomada de datos (masa y volumen) procedemos a enfriar la probeta en un recipiente con hielo.



Luego procederemos someterlo a un medio frío con la ayuda del hielo que fue puesto junto al probeta dentro de una jarra ,y de cierto tiempo sacamos la probeta midimos su masa y volumen y luego realizamos esta operación 7veces para obtener datos.



6.0 DATOS DEL EXPERIMENTO

TEMPERATURA VOLUMEN cm3 PESO53 155 298.340 154 297.738 153 297.334 152 296.531 151 295.129 148 294.725 147 294.5

7.0 ANALIZES DE RESULTADOS:

7.1 DETERMINACION DEL g (GRAVEDAD LOCAL)

FORMULA:

g=gº(Rº/(Rº+h))2

Donde :h=altura sobre el nivel del mar de la unsaac

H=3.365m

g = 9.80665m/s2 (6370km/6370km+3365m)

g = 9.7963m/s2(gravedad local)

7.2 Determinamos del peso, densidad local, densidad absoluta, densidad relativa, peso especifico y relativo del alcohol para los diferentes datos obtenidos.

PARA T1

TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL53 155 298.3

MASA DE LA PROBETA (PP)=106.6

m1(glicerina)=masa-masaprob

mI= 298.3- 106.6 =191.7

DETERMINACION DE LA MASA



W1 =m1( g) x g ;

W1= 1.879 N

DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)

D =M/V

D1 =0.1917 kg /155x10−6m3

D1 = 1236.7 kgm3

DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)

d = D/D(AGUA)

d = D1/D(AGUA)

d = 1236.7/1000

d =1.2367

DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ

= g Dγ

1 = g D1 = 9.7963 x(1236.7 γkgm3

)

1 = 12115.08 N/m3γ



PARA T2


m2(glicerina)=masa- masaprob

m2= 297.7 - 106.6 =191.1 gr.

DETERMINACION DEl PESO

W=m2( g)x g ; W2 = m2x g

W2 = 1.872 N


D =M2/V

D2 =191.1 X10−3 kg/154x 10−6m3

D2= 1240.9 kgm3


d = D/D(AGUA)


d = D/D(AGUA)

d = D2/D(AGUA)

d = 1240.9 /1000

d =1.2409




= g Dγ

γ2 = g D1 = 9.7963(1240.9 kgm3

)

γ2 = 12156.22 N/m3

PARA T3


m3(glicerina)=masa-masa prob

m3= 297.7- 106.6 =190.7 gr.


W3 =m3( g) x g ;

W3=1.8602 N


D 3=M3/V

D3 =110.8 x 10−3 kg/153 x 10−6m3

D3 = 1246.4 kgm3


d3 = D3/D(AGUA)

d 3 =1246.4 /1000

d 3 =1.2464


= g Dγ

γ3 = g D1 = 9.7963 X( 1246.4 kgm3

)



γ3 = 12210.108 N/m3

PARA T4


m4(glicerina)=masa- masaprob

m4= 296-106.6 =189.9 gr.


W4 =m4( g) x g ;

W4= 1.8603 N


D =M4/V

D4 =189.9X10−3 kg/152 x 10−6m3

D4= 1249.342 kgm3


d = D/D(AGUA)

d = D4/D(AGUA)

d = 1249.342 /1000

d =1.249342


= g Dγ

4 = g D1 = 9.7963(γ 1249.342 kgm3

)



4 = 12238.9 N/m3γ

PARA T5

TEMPERATURA VOLUMEN MASA31 151 295.1

m5(ALCOHOL)=masa-masaprob

m5= 295.1- 106.6=188.5 gr.

DETERMINACION DEL PESO

W5 =m5( g) x g. ;

W5= 1.8466 N


D =M5/V

D5 = 188.5 x 10−3kg/151x 10−6m3

D5= 1248.344 kgm3


d = D/D(AGUA)

d = D5/D(AGUA)

d = 1248.344 /1000

d =1.248344


= g Dγ



5 = g D1 = 9.7963 x (γ 1248.344 kgm3

)

5 = 12229.152 N/γ m3

PARA T6

TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL29 148 295

M6(glicerina)=masa-masaprob

W6= 294.7- 106,6 =188.1 gr.


W6 =m6( g) x g

W6=1.8426 N


D =M6/V

D6=188.1 x 10−3 kg/148 x 10−6m3

D6= 1270.946 kgm3


d = D/D(AGUA)

d = D6/D(AGUA)

d = 1270.946 /1000

d =1.270946


= g Dγ



γ6= g D1 = 9.7963 x (1270.946 kgm3

)

γ6 = 12450.568 N/m3

PARA T7

TEMPERATURA VOLUMEN MASA25 147 294.5

m6(ALCOHOL)=masa-masaprob

W7= 294.5 - 106.6=187.9 g


W7 =m7( g) ;

W7= 1.84072 N


D =M7/V

D7=187.9 x 10−3 kg/147 x 10−6m3

D7= 1278.231 kgm3


d = D/D(AGUA)

d = D7/D(AGUA)

d =1278.231 /1000

d = 1.278231


= g Dγ



γ7 = g D1 = 9.7963 x (1278.231 kgm3

)

γ7 = 12521.934 N/m3

8.0 DIAGRAMA DE TEMPERATURA VERSUS DENSIDAD

TEMPERATURA DENSIDAD

53 1236.7

40 1240.9

38 1246.4

34 1249.342

31 1248.344

29 1270.946

25 1278.231

20 25 30 35 40 45 50 551210

1220

1230

1240

1250

1260

1270

1280

1290

1236.71240.9

1246.4

1249.3421248.344

1270.9461278.231

f(x) = − 1.4017857545045 x + 1303.04420551802

GRAFICA DE DENSIDAD VS TEMPERATURA

Series2Linear (Series2)Linear (Series2)

TEMPERATURA

DEN

SIDA

D

CONCLUSIONES:



Aprendimos a usar correctamente los instrumentos, para los próximos laboratorios y adquirir experiencia.

Estamos en la capacidad de hacer cualquier otro ensayo de laboratorio de fluidos

Aprender a obtener densidades a partir procesos de laboratorio de manera fácil.

Aprender a utilizar tablas de datos con aplicaciones en la predicción de densidades.

Vimos que cuando aumentaba la temperatura, la glicerina es menos viscoso y a medida que disminuía la temperatura era más viscoso.

Se observó que durante el proceso de calentamiento que el volumen de la glicerina aumento notoriamente y que en forma inversa al momento de enfriarle este fluido disminuía su volumen.

Aparentemente hubo cambios en las masa y en el volumen pero ocurrió eso debido al aumento en la temperatura y a la evaporación de la glicerina que a medida que paso el tiempo del ensayo con el alcohol, este se evaporo generando pérdida de masa, peso y volumen y debido a esos cambios fue que la densidades experimentales y con la formula cambiaron sustancialmente como también las gráficas.


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