UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y

AMBIENTAL

ESCUELA DE PETRLEOS

INFORME DE LABORATORIO N 7

NOMBRE: Quezada Espinosa David Andrs. FECHA: 2014_07_16

PROFESOR: Dr. Bolvar Enrquez. CURSO: Cuarto

1. Tema: Viscosidad de los lquidos

2. Objetivos:

2.1. Objetivo General

Establecer la viscosidad del alcohol a temperatura ambiente.

2.2. Objetivos Especficos

Determinar experimentalmente la viscosidad del alcohol empleando el

viscosmetro de Ostwald.

Identificar una relacin entre la viscosidad del fluido obtenida en el

laboratorio y la temperatura a la cual se encuentra

3. Marco Terico

Viscosidad de los lquidos

La viscosidad es la propiedad fsica de los fluidos que mide la resistencia

a moverse, que se expresa como la propiedad mediante la cual se

oponen estos cuerpos a deformarse por la accin de esfuerzos

cortantes, debido o como resultado de la interaccin y cohesin de sus

molculas. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal.

Viscosidad dinmica o absoluta

La viscosidad absoluta o dinmica, es una propiedad de los fluidos que

mide la resistencia que opone un fluido al movimiento, definida como la

fuerza de corte unitaria necesaria para que un cubo de rea unitaria se

desplace con una velocidad unitaria.

La viscosidad dinmica es funcin principalmente de la temperatura y la

presin. La dependencia de la viscosidad respecto de la presin es

despreciable para los lquidos y pequea o despreciable para la mayora

de los gases y vapores, a menos que la presin resulte muy grande.

La unidad ms comnmente utilizada es el poise:

= =.

=

.

Viscosidad cinemtica

Para clculos prcticos es ms conveniente relacionar la viscosidad

dinmica de los fluidos y su densidad, dando lugar a otra propiedad que

se la conoce como viscosidad cinemtica, y se expresa con la frmula:

=

La unidad de medida ms comn de la viscosidad cinemtica es el

Stoke, que corresponde al sistema de unidades de medida CGS,

2/.

Viscosmetro de Ostwald

Es quizs el modelo que ms se ha utilizado en la medida de viscosidades

absolutas y relativas en lquidos puros y biolgicos, en sus mezclas y,

especialmente, en fluidos newtonianos.

Se basa en la ley de Poisseuille que permite conocer la velocidad de flujo de

un lquido a travs de un tubo, en funcin de la diferencia de presiones bajo

las que se establece el desplazamiento. La simplificacin del tratamiento

numrico facilita la expresin que se aplica en la medida experimental.

hr = t/t.r

En donde hr representa la viscosidad relativa del lquido problema, respecto

al agua u otro lquido, t y t los tiempos de flujo del estndar y del lquido,

respectivamente, y r la densidad.

El viscosmetro de Ostwald es de vidrio. Posee un ensanchamiento en forma

de ampolla provista de sendos enrases, conectado a un tubo capilar vertical

que se une a un segundo ensanchamiento destinado a la colocacin de la

muestra en una primera operacin, y del agua o lquido de referencia en otra

operacin complementaria. El conjunto se introduce en un bao termosttico

para fijar la temperatura con precisin. Es indispensable la concrecin de

este valor, porque la magnitud de la viscosidad, o de su inverso la fluidez,

son altamente dependientes de la temperatura

4. Montaje del equipo.

4.1. Diagrama del experimento

5. Procedimiento

Tener en cuenta que le viscosmetro se encuentre limpio y seco, para ello

secar en la estufa dicho instrumento.

Determinar la temperatura del agua.

Trasvasar un volumen de agua igual a 3/4 del bulbo inferior del

viscosmetro de Ostwald.

Succionar este volumen con la pera hasta que pase el bulbo superior, sin

permitir el ingreso del fluido a la pera.

Desacoplar la pera del viscosmetro y medir el tiempo desde el paso del

menisco de agua por la primera marca del bulbo superior hasta la

segunda marca.

Realizar este proceso el nmero de veces necesarias para obtener

resultados ms confiables.

Seguir el mismo proceso para el alcohol.

4.2. Materiales.

1. Pera

2. Viscosmetro de

Ostwald

3. Termmetro

4. Balanza

5. Alcohol

6. Agua

7. Vaso de precipitacin.

1

4

3

7 5

2

6. Datos experimentales

Fluido N T(C) Tiempo (s) t medio(s) (g/cm3)

Alcohol

1 21 254,50 261,58

0,8788 2 21 265,71

3 21 264,54

Agua

1 21 91,26 91,14

0,99808 2 21 90,55

3 21 91,60

7. Clculos

=

; = 43.94 ; = 50

=43.94

50

= 0.8788

3

2(21) = 0.00979

.

= .

2 . 2 2(21)

=0.8788

3

261.58

0.998

3 91.41

0.00979

.

= 0.024669

.

0.024669

.

.

100

= 2.4669

8. Tabla de resultados

Fluido T(C) t medio (s) (g/cm3) ()

Alcohol 21 261,58 0.8778 2.4669

Agua 21 91,14 0,99808 0.979

9. Conclusiones

Se demostr que la viscosidad del alcohol es mayor a la viscosidad del

agua.

El alcohol tarda ms tiempo en pasar las marcas debido a su mayor

viscosidad en comparacin con la del agua.

Existe una mayor viscosidad en el alcohol debido a que presenta una mayor

fuerza de atraccin entre las molculas que lo conforman.

La temperatura reduce la viscosidad debido a la excitacin que sufren las

molculas, reduciendo el esfuerzo cortante que se produce cuando fluye el

fluido.

10. Recomendaciones

Que se revise el estado del instrumento con el que se va a llevar a cabo la

medicin para evitar situaciones de riesgo.

Que se maneje con cuidado el viscosmetro debido a que est totalmente

compuesto de vidrio.

Medir con precisin el tiempo, debido a que influir fuertemente en el

clculo de la viscosidad.

11. Bibliografa.

BOLIVAR E, Gua de laboratorio Fisicoqumica. Universidad Central del

Ecuador, Facultad de Ingeniera en Geologa, Minas, Petrleos y Ambiental,

Quito Ecuador.

VALDOSPINOS, N. Mecnica de Fluidos para Estudiantes de Ingeniera

del Petrleo, Universidad Central Del Ecuador, Facultad de Ingeniera en

Geologa, Minas, Petrleos y Ambienta., Quito, julio 2013.

http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

http://www.ugr.es/~museojtg/instrumento44/ficha_fundamentos2.htm

www.vaxasoftware.com/doc_edu/fis/viscosidad.pdf

12. Anexos

Por qu y cmo varia la viscosidad en los lquidos al aumentar la

temperatura?

El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de un lquido se debe a que

las molculas absorben energa, lo cual provoca una excitacin de las

mismas, adems se rompen enlaces que mantienen unidas a las molculas,

haciendo que el fluido pierda fuerzas de atraccin moleculares, y

consecuentemente se presente una disminucin de la viscosidad.

Qu importancia tiene la viscosidad en los fluidos usados como lubricantes

en las mquinas?

Los aceites son usados en cualquier mquina que realice un movimiento, con

el propsito de aumentar su eficiencia y disminuir el desgaste provocado por

la friccin, de ah proviene su importancia. En un motor la viscosidad influye

del lubricante influye fuertemente, este depende de la potencia, tamao,

funcin y tiempo de trabajo del motor.

Qu importancia tiene la viscosidad en un proceso industrial?

Conocer la viscosidad es muy importante en el sentido industrial debido a

que se fundamenta mucho en leyes fsicas y qumicas que permiten un

entendimiento del porque presenta esa viscosidad cierto fluido, adems de la

utilizacin de lubricantes en las maquinas que realizan los procesos

industriales.

Qu tipos de viscosmetro se utilizan en la industria?

Viscosmetros rotacionales digitales. Para asegurar una medicin exacta del

nivel de viscosidad de fluidos, los viscosmetros rotacionales digitales son la

eleccin adecuada. Estos son controlados a travs de un microprocesador,

esto elimina por completo los errores humanos al momento de interpretar las

medidas de viscosidad.

Un lquido tiene una viscosidad de 0.05 poises y una densidad relativa de

0.85, calcular:

a) La viscosidad en unidades tcnicas

0.05

.

1000

9.8

100

= 0.00051

.

b) La viscosidad cinemtica en Stokes.

=

=

= 0.85 1

3

= 0.85

3

=0.05

.

0.85

3

= 0.0588242

2

= 0.058824

c) La viscosidad cinemtica en unidades tcnicas

0.058824

2

2

100002= 0.0000058824

2

Por qu es necesario conocer la viscosidad de una sustancia?

Desde el punto de vista de mecnica de fluidos, es importante el

conocimiento de este parmetro para poder tomar decisiones acerca del

transporte del mismo, es decir, poder escoger tubera y potencial de la bomba

necesaria para mover este fluido. Desde el punto de vista termodinmico,

este parmetro nos sirve para concluir si el valor del mismo es ptimo para

aplicarlo en cualquier proceso, caso contrario modificarlo con presin y

temperatura.

Explique algunos mtodos analticos y/o grficos para estimar la viscosidad

de una sustancia

Como mtodo analtico se puede considerar el mtodo de pares de puntos

en el cual se toman 2 ecuaciones extremas y se forma una serie de

ecuaciones. Como mtodo grafico se puede utilizar el mtodo de mnimos

cuadrados con el cual se puede hallar la pendiente y la constante de la

ecuacin.

Indique otros mtodos experimentales para la determinacin de la viscosidad

de lquidos, dando una breve explicacin.

Viscosmetro de tubo capilar

El mtodo clsico es debido al fsico Stokes, consista en la medida del

intervalo de tiempo de paso de un fluido a travs de un tubo capilar. Este

primigenio aparato de medida fue posteriormente refinado por Cannon,

Ubbelohde y otros, no obstante el mtodo maestro es la determinacin de la

viscosidad del agua mediante una pipeta de cristal.

Viscosmetro Couette O Hatshek.

Consiste en un cilindro suspendido por un filamento elstico, al cual va unido

un espejo para determinar el ngulo de torsin en un modelo, o un

dinammetro provisto de una escala en otros modelos. Este cilindro est

colocado coaxialmente en un recipiente cilndrico, donde se encuentra el

lquido cuya viscosidad ha de determinarse.

Viscosmetro de cada de bola.

Cuando un cuerpo cae en un fluido bajo la influencia de la gravedad, se

acelera hasta que su peso queda balanceando por la fuerza de flotacin y la

fuerza de arrastre viscosa que acta hacia arriba, esta velocidad se conoce

como velocidad Terminal el viscosmetro de cada de bola utiliza este

principio, haciendo que una bola esfrica caiga libremente a travs del fluido

y midiendo el tiempo requerido para que esta recorra una distancia conocida.

Viscosmetro de universal de Saybolt

La facilidad con que un fluido fluye a travs de un orificio de dimetro

pequeo es una ubicacin de su viscosidad, en este principio se basa el

viscosmetro universal de Saybolt.

Viscosmetro Hoppler.

Est basado en una modificacin del Viscosmetro de bola, en donde una

esfera rueda en el interior de un tubo que puede inclinarse un ngulo

determinado. Las esferas son relativamente grandes con relacin al dimetro

interior del tubo, lo que hace que el dimetro de la esfera sea de gran

precisin.