Prctica 1

LABORATIRIO DE QMC - 206

Prctica 2DETERMINACIN DE LA VISCOSIDAD DE LQUIDOS

I.- Introduccin Terica

Cuando un cuerpo se mueve a travs de un fluido, aparece una fuerza sobre el cuerpo que se opone a dicho movimiento. Dicha fuerza, que recibe el nombre de fuerza de arrastre, tiene su origen en los esfuerzos tangenciales y normales que ejerce el flujo sobre la superficie del cuerpo.La fuerza de arrastre sobre un cuerpo de geometra dada resulta muy difcil de determinar analticamente, ya que depende de gran nmero de factores. Por eso es necesario recurrir bsicamente a la adquisicin de datos experimentales y, con esta finalidad, es costumbre expresar dicha fuerza en la forma:

donde v es la velocidad relativa del cuerpo en el fluido, ( es la densidad del fluido, A es el rea de la seccin transversal mxima que el cuerpo ofrece al flujo y CD es un parmetro emprico llamado coeficiente de arrastre, cuyo valor depende de la forma geomtrica del cuerpo y de la orientacin de ste respecto al flujo, as como del valor del nmero de Reynolds asociado con el flujo alrededor del cuerpo. Dicho nmero de Reynolds, que designaremos por R, es una magnitud adimensional definida en la forma

donde ( y v tienen el mismo significado que en [1], D es la longitud caracterstica del cuerpo (el dimetro, en el caso de una esfera) y ( es el coeficiente de viscosidad del fluido, que se mide en poises (P) en el sistema cegesimal (c.g.s.) y en DP en el S.I.

.

Ley de Stokes.Para valores pequeos del nmero de Reynolds (R < 1), es posible determinar analticamente la expresin de la fuerza de arrastre sobre una esfera lisa, obtenindose

expresin que es conocida como ley de Stokes, en honor del fsico irlands Sir George Stokes (1819-1903), que la dedujo por primera vez en 1845. Esta ley establece que la fuerza de arrastre viscoso que se opone al movimiento de una esfera a travs de un fluido, cuando R < 1, es proporcional a la viscosidad del fluido, al dimetro de la esfera y a la velocidad de la misma en el seno del fluido.

Teniendo en cuenta la definicin del coeficiente de arrastre [1], puede comprobarse fcilmente que

para el caso de una esfera, lo que concuerda excelentemente con los resultados experimentales.

II.- Objetivos.

Objetivos Generales.

- Determinar la viscosidad de un fluido.

Objetivos Especficos.

- Determinar la viscosidad variando la altura- Determinar la viscosidad variando el dimetro de la esferaIII.- Fundamentos Teoricos.

* Ecuacin de la ley de Stokes.

* Ecuacin de la Viscosidad.

IV.- Descripcin de la Practica.

Material o Equipo. Reactivo.

- Probeta - Aceite- Esferas metlicas - Shampoo- Imn - Glicerina- CronometroV.- Procedimiento Experimenta

* Determinar la viscosidad de la muestra variando la composicin

Se dejan caer esferitas de distintos dimetros en el tubo, midiendo sus velocidades medias con las marcas indicadas en el esquema, empleando cronmetros para registrar tiempos. Una vez comprobado que el movimiento es uniforme, se mide la velocidad lmite para cada esfera. Con los dimetros y sus masas se determinan sus densidades. Para la densidad del lquido se busca su valor en la literatura y su dependencia con la temperatura en el rango investigado. Si no se dispusiera de estos datos, se medir por rangos de temperatura, la masa de fluido a volumen constante, utilizando un picnmetro o probetas graduadas.

Finalmente, con los valores de la velocidad lmite, los dimetros de las esferas, las densidades de stas y del lquido, se calcula el coeficiente de viscosidad para cada esfera, utilizando la expresin terica . Se repiten las mediciones de velocidad crtica para diferentes esferas. Se construirn tablas con los resultados de para las diferentes bolillas y a las diferentes alturas ensayadas. Finalmente se presentar los grfico, donde se agregarn a fines comparativos.VI.- Calculos.

VII.- Resultados y anlisis de Resultados.

* Determinar la viscosidad Probeta de 250 ml

= 1.023 gr/ml del shampoo amarillo

Prueba 250mlDiam. de esferaDensidad de la esf.Altura 4 cm.Altura 8 cm.Altura 12 cm.Altura 16 cm.Viscosidad con ultima h

11,182.20.491.242.163.0316.89

21,620.350.821.261.7918.81

31,720.220.781.351.8121.44

41,80.270.731.191.6821.80

52,40.180.801.492.0547.29

60,6287.860.220.711.071.4913.67

70,4721.160.463.674.7624.67

Probeta de 100ml

PruebaDiam. de esferaDensidad de la esf.Altura 4 cmAltura 8 cmAltura 12 cmAltura 16 cmViscosidad con ultima h

11.182.20.571.572.373.3918.90

21.180.711.632.553.5119.57

31.620.651.692.713.7939.84

41.370.541.442.213.0723.07

51.110.831.832.753.6518.01

60.4727.860.200.601.011.387.152

Probeta de 100ml

= 1.28 gr/ml del shampo verde

PruebaDiam. de esferaDensidad de la esf.Altura 4 cmAltura 8 cmAltura 12 cmAltura 16 cmViscosidad con ultima h

11.182,21.473.335.227.1531.17

21.181.573.485.377.0330.64

31.621.623.645.617.5361.87

41.371.763.505.277.0241.25

51.112.163.945.817.7529.89

60.4727.860.741.732.553.5317.60

Glicerina

Pipeta de 250 ml

= 1.29 gr/ml

PruebaDiam. de esferaDensidad de la esf.Altura 4 cmAltura 8 cmAltura 12 cmAltura 16 cmAltura 20 cmViscosidad con ultima h

11.182.21.392.694.315.737.2831.39

21.181.293.074.495.897.3731.78

31.620.932.023.184.455.5645.18

41.371.282.483.674.686.0535.16

51.111.583.184.485.917.4628.46

60.4727.860.771.772.673.494.4422.11

70.6280.380.561.682.192.8024.69

81.82,20.322.503.754.905.7857.99

Bibliografa. Maron S., Lando J, "Fisicoqumica Fundamental", 2da ed, Ed. Limusa, Mxico, 1987, pag 70 75.

Crockford H., Navell J., "Manual de Laboratorio de Qumica Fsica", 1ra ed, Ed. Alambra, Madrid, 1961, pag 70 73.

Glasstone S. "Tratado de qumica fsica", 7ma ed, Ed. Aguilar, Espaa, 1979, pag 449 452.

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W = R + E

R = 6**(*v

E = EMBED Equation.3 liq*g*V

W = EMBED Equation.3 s*g*V

V = *D

6

( = 2*r*g*( EMBED Equation.3 s- EMBED Equation.3 liq)

9* (h/t)

( = 2*r*g*( EMBED Equation.3 s- EMBED Equation.3 liq)

9* v

(f = 2*r*g*( EMBED Equation.3 s- EMBED Equation.3 liq) [ 1-2,104 d + 2,09 d - 0.905 d ] . 9* (h/t) D D D

R

H

( = 2*r*g*( EMBED Equation.3 s- EMBED Equation.3 liq)

9* (h/t)

( = 2*0.59*980 *(2.2-1.023)

9* (16/3.03)

(f = 2*r*g*( EMBED Equation.3 s- EMBED Equation.3 liq) [ 1-2,104 d + 2,09 d - 0.905 d ] . 9* (h/t) D D D

(f = 2*0.59*980*(2.2-1.03) [ 1-2,104 *0.59 + 2,09 *0.59 - 0.905 *0.59 ] . 9* (16/3.03) 1.18 1.18 1.18

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