8

VISCOSIDAD

PRACTICA DE LABORATORIO Nº 4

CURSO: LABORATORIO DE FISICA II

DOCENTE: SANTA CRUZ DELGADO, JOSÉ

TEMA: VISCOCIDAD

FACULTAD: INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

INTEGRANTES:

Aguilar contreras, Gabriela Lisseth - 1310619 Coaquira julca, Alex - 13

CICLO: III

TURNO: NOCHE

HORARIO: VIERNESà 18:30 – 20:00 horas

FECHA DE ENTREGA: Viernes, 28 de febrero del 2014

|

8

VISCOSIDAD

LABORATORIO Nº4

VISCOCIDAD

OBJETIVO:

Medir el coeficiente de viscosidad de líquidos por el método de Stokes

MATERIALES:

Una (01) probeta graduada de 250 ml. Un (01) recipiente de aceite de ricino. Una (01) wincha métrica. Un (01) micrómetro o vernier (pie de rey) Diez (10) canicas. Una (01) balanza Un (01) recipiente de plástico. Dos (02) ligas.

|

8

VISCOSIDAD

FUNDAMENTO TEORICO:

Cuando un cuerpo cae a través de un fluido viscoso, su velocidad varia hasta el momento en que las fuerzas (debido a la viscosidad y a la gravedad se equilibran y su movimiento se hace uniforme.

Stokes demostró que para una esfera de radio r que se mueve lentamente en un fluido cuyo coeficiente de viscosidad es η, la fuerza de resistencia al movimiento o de viscosidad es aproximadamente:

Fr = -6π r η v (1)

El coeficiente η, depende de la fricción inte3rtnadel fluido y su unidad den el sistema

internacional es N s/m2 O kg/m.s, esta unidad se expresa en g/cm s, se denomina poise(P).

En consecuencia, la ecuación del movimiento para una esfera que cae dentro de un líquido viscoso es:

m a = m g – 6 π r η v - mf g (2)

m. g : es la fuerza debido a la gravedad

mf .g: s la fuerza de empuje que ejerce el liquido

La velocidad de la esfera inicialmente va aumentando y por consiguiente también la fuerza de viscosidad aumenta, de tal forma que luego de cierta distancia, la fuerza total se anula y el movimiento se hace uniforme. A partir de este momento la esfera continuara moviéndose con una velocidad constante, llamada velocidad limite, dada por:

0 = m g – 6 π r η v – mf g

V = (m – mf)g / (6 π r η ) (3)

|

8

VISCOSIDAD

En términos de las densidades y ' de la esfera y del liquido respectivamente, la ecuación (3) tiene la forma.

V = 2 ( -') r2 g /9η (4)De donde obtenemos el coeficiente de viscosidad

η = 2 ( - ') r2 /9 v (5)

en la tabla Nº1 se muestran algunos coeficientes de viscosidad (g. cm-1 . s-1)

|

8

VISCOSIDAD

4. PROCEDIMIENTO:

1) Mida la masa y el diámetro de las esferas usadas.

2) Determine la densidad promedio de las esferas y regístrela en la tabla Nº2

3) Mida la masa de la probeta.

4) Llene la probeta de base ancha con el líquido hasta 5 cm por debajo del borde

superior.

5) Mida la masa de la probeta con el líquido. Por diferencia calcule la masa del

liquido y regístrela en la tabla Nº2.

6) Determine la densidad del líquido y regístrela en la tabla.

7) Usando las ligas coloque dos marcas en la probeta, uno próximo la ase y otra

entre 6 a 10 cm por debajo del nivel de liquido. Anote la distancia entre las

dos marcas y registre este dato en la tabla Nº.

8) Limpiar las esferas, dejar caer una a una dentro de la probeta en el centro de

la misma.

9) Mida el tiempo que tardan las esferas en recorrer la distancia entre las dos

marcas y determine la velocidad límite, registre sus datos en la tabla.

10) Mida la temperatura del líquido como referencia.

5. CUESTIONARIO:

1. ¿Cuál de los datos contribuye más a la incertidumbre en el resultado del coeficiente de viscosidad?

|

8

VISCOSIDAD

2. Compare su resultado con otros valores de tablas, discuta.

3. ¿la ley de Stokes es una ley general, cuáles son sus limitaciones?

4. Investigue los coeficientes de viscosidad para líquidos corporales y regístrelas en la tabla Nº4?

Tabla Nº4: Coeficiente de viscosidad

liquido Coeficiente de viscosidad

SUERO 1.7 (10-2)g/cm.sPLASMA 2 (10-2)g/cm.s

SANGRE

5. Investigue los coeficientes de viscosidad para líquidos industriales o de aplicaciones en su área y regístrelas en la tabla Nº5

Tabla Nº5: Coeficiente de viscosidad

liquido Coeficiente de viscosidadACETONA 0.3981METANOL 0.6413

ISOPROPANOL 2.2588BUTANOL 2.6346

|

8

VISCOSIDAD

6. Cuál cree que han sido las posibles fuentes de error en su experimento?

El viento producido por el ventilador hace que la velocidad de la canica varíe.

Los instrumentos de medición en este caso el micrómetro que poseen una fuente de error.

La medición del peso de cada canica no es exacta ya que se saca un promedio para todos.

El tiempo que se mide es un aproximado no está con exactitud.

7. Como aplicaría este tema en su carrera profesional?

|

8

VISCOSIDAD

Observaciones:

Se observó que de la canica su velocidad varia hasta el momento en que las fuerzas (debido a la viscosidad y a la gravedad) se equilibran y su movimiento se

hace uniforme.

Conclusiones:

Por teoría sabemos que la densidad del agua es 1 g/cm3

y por el experimento

la densidad del liquido es 0.68 g/cm3

entonces se concluye que mientras más espeso sea la sustancia la densidad va ser menor; ya que la densidad caracteriza la relación que existe entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Se concluye que en base a la ley de stokes , cuando se deja hacer la canica en la probeta el cual contiene el fluido, debe existir una relación entre el tiempo empleado en recorrer una determinada distancia y la viscosidad de dicho fluido

Recomendaciones:

Elaborar el experimento en un lugar donde no haya la interferencia del viento.

Usar guantes al momento de sacar las canicas de las probetas para no ser contacto con el aceite.

Para ser más rápido el cálculo medir el peso total de las 10 canicas y luego dividirlo entre el numero de canicas (10); y ese va ser el peso promedio de cada canica.

Medir correctamente el peso de la canica, el volumen del liquido para que el margen de erro sea mínimo.

|