VISCOSIDADEXPERIENCIA N°4

I. OBJETIVO

Determinar el coeficiente de viscosidad de un líquido n función de la viscosidad conocida de otro líquido.

II. EQUIPOS /MATERIALES

1 soporte universal 1 clamp 1 pinza de agarradera 1 termómetro analógico/digital 1 vaso de precipitados, 1500 ml picnómetro balanza digital 1 probeta graduada de 10 ml 1 cronometro Líquidos: agua destilada alcohol y ron

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

El gasto Q (rapidez de volumen de flujo) de un líquido es el producto de la rapidez del fluido v por un volumen de control A

Q=vA

También se encentra a través de la ecuación de poiseulle

Q=Vt=π (P2−P1)R

4

8ηL....(1)

Donde -, V es el volumen del liquido de viscosidad η escurriéndose a través de un tubo capilar de un tubo capilar de longitud L y radio R sometido a una diferencia de presiones (P2 -P1) en un tiempo t.

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

η=π (P2−P1)R

4 t8VL

… ..(2)

Consideran do líquidos de igual volúmenes y temperatura, midiendo los tiempos t1 y t2 que emplean en atravesar una sección transversal del capilar del viscometro y recodando que la diferencia de presiones (P2 -P1) es proporcional a la densidad ρ del liquido se establece que,

η1η2

=ρ1t 1ρ2t 2

Donde: η1 y η2 son las viscosidades de los líquidos desconocido y conocido respectivamente.

Son las densidades y son los tiempos respectivos

Son los errores absolutos de los tiempos correspondientes.

La dependencia entre la viscosidad y temperatura de un líquido por la relación

ln η=ln A+ ERT

Su coeficiente de viscosidad η es, η=A eE /RT

Donde;

E: es la energía de activación para el flujoA: es un 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 de la figura

PROCEDIMIENTO

1. Determine las densidades del agua destilada, alcohol y ron. Use el picnómetro (o la probeta de 10 ml) y la balanza digital.

2. Vierta el agua destilada en el viscometro hasta que llene el bulbo c.3. Insufle aire por la rama ancha hasta que la superficie del líquido por la otra rama delgada

supere la señal A. Cubra la rama ancha con un dedo, evitara así que el líquido descienda por gravedad.

4. Reemplace los valores en la ecuación (3) y evalué la viscosidad conocida5. Caliente el agua en baño maría ala temperatura de 50C° (utilice el vaso de precipitados

grande casi lleno con agua), y repita los pasos anteriores. Anote los valores en la tabla 1.

V. TABLAS Y CÁLCULOS

TABLA 1

AGUAT= 22C° T= 50C°

T(S) T(S)1 6.5 2 6.53 3 6.47 4 6.56 5 6.53

∆ t 0.147

TABLA 2

ALCOHOLT= 22C° T= 50C°

RONT= 22C° T= 50C°

T(S) T(S) T(S) T(S)1 12.02 10.93 1 14.61 11.52 12 10.87 2 14.59 11.453 12.1 10.85 3 14.41 11.534 12.04 10.95 4 14.52 11.435 12.04 10.9 5 14.55 11.51

∆ t 0.147 0.15 ∆ t 0.175 0.15

Cálculos

Para el alcohol a 22C°∆ t=√Ei2+Ea2

Ea=3 σ

√n−1=3 x 0.033

2=0.045

σ=√ (0.02 )2+(0.04 )2+ (0.06 )2

5=0.33

∆ t=√(0.14 )2+ (0.045 )2=0.147 S para el alcohol a 50C°

∆ t=√Ei2+Ea2Ea=

3 σ

√n−1=3 x 0.037

2=0.055

σ=√ (0.03 )2+ (0.03 )2+(0.05 )2+(0.05 )2

5=0.037

∆ t=√(0.14 )2+ (0.055 )2=0.15 s Para el ron a 22C°

∆ t=√Ei2+Ea2Ea=

3 σ

√n−1=3 x 0.07

2=0.105

σ=√ (0.08 )2+ (0.06 )2+ (0.12 )2+(0.02 )2+(0.02 )2

5=0.07

∆ t=√(0.14 )2+ (0.105 )2=0.175 s Para el ron a 50C°

∆ t=√Ei2+Ea2Ea=

3 σ

√n−1=3 x 0.037

2=0.055

σ=√ (0.016 )2+ (0.034 )2+(0.046 )2+(0.054 )2+(0.026 )2

5=0.037

∆ t=√(0.14 )2+ (0.055 )2=0.15 s

Para el agua a 22C°∆ t=√Ei2+Ea2

Ea=3 σ

√n−1=3 x 0.03

2=0.045

σ=√ (0.018 )2+ (0.012 )2+(0.048 )2+(0.042 )2+(0.012 )2

5=0.03

∆ t=√(0.14 )2+ (0.045 )2=0.147 s

Para el agua a 50 C°

∆ t=√Ei2+Ea2Ea=

3 σ

√n−1=3 x 0.017

2=0.025

σ=√ (0.012 )2+(0.008 )2+(0.028 )2+(0.022 )2+(0.002 )2

5=0.017

∆ t=√(0.14 )2+ (0.025 )2=0.142 s

o Tomando la referencia de viscosidad del agua a 22C°

Para el alcohol a 22C°η1η2

=ρ1t 1ρ2t 2

0.955ηalcohol

= 0.9 x6.570.8 x12.04

ηalcohol=1.555gcm. s

Para el ron a 22C°η1η2

=ρ1t 1ρ2t 2

0.955ηron

= 0.9x 6.570.9x 14.536

ηron=2.112g

cm. s

o Tomando de referencia la viscosidad del agua a 50C°

Para el alcohol a 50C°η1η2

=ρ1t 1ρ2t 2

0.547ηalcohol

=0.9 x5.7880.8 x10.9

ηalcohol=0.915gcm. s

Para el ron a 50C°

η1η2

=ρ1t 1ρ2t 2

0.547ηron

=0.9 x5.7880.9 x11.84

ηron=1.085g

cm . s