EXPERIENCIA N° 06

I. OBJETIVO

Determinar el coeficiente de viscosidad de distintos líquidos.

II. EQUIPOS / MATERIALES

1 Soporte universal

1 Clamp

1 Pinza de agarradera

1 Viscosímetro de Ostwald

1 Termómetro

1 Vaso de precipitados, 1 500 ml

1 Picnómetro

1 Balanza

1 Probeta graduada de 10 ml

1 Cronometro

Líquidos: Agua destilada, alcohol, 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 encuentra a partir de la ley de Poiseuille,

Q=Vt=π (P2−P1 ) R4 /8nL

Donde, V es el volumen del líquido de viscosidad escurriéndose a través de un tubo capilar de longitud L y radio R sometido una diferencia de presiones

(P2−P1 ) en un tiempo t.Despejando el coeficiente de viscosidad se tiene:

n=π (P2−P1 )R4 t /8VLConsiderando dos líquidos de iguales volúmenes y temperatura, midiendo los tiempos t1 y t2 que emplean en atravesar una sección transversal del capilar del viscosímetro y recordando que la diferencia de presiones (P2−P1 ) es proporcional a la densidad ρ del líquido, se establece que:

n1n2

=ρ1t 1ρ2t 2

Donde: h1 y h2 son las viscosidades de los líquidos desconocido y conocido respectivamente y son las densidades y t1, t2 son los tiempos respectivos son los errores absolutos de los tiempos correspondientes:

IV. EXPERIMENTO

MONTAJE

Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental la Figura 2.

PROCEDIMIENTO

1. Determine las densidades del agua, alcohol y Ron con el picnómetro.

agua = 0.999 g/ml alcohol = 0.816 g/ml ron = 0.860 g/ml

2. Vierta agua destilada en el viscosímetro hasta que llene el bulbo C (Figura 2).3. Insufle aire por la rama ancha hasta que el líquido ascienda por el capilar

llenando el bulbo hasta el punto A. Cubra la rama ancha con un dedo; evitará así que el líquido descienda por gravedad

4. Destape la rama ancha a fin de que el agua corra, y con el cronómetro tome el tiempo que tarda el líquido en pasar del punto A al punto B, realice este paso 5 veces y anote los valores en la Tabla 1.

5. Repita los pasos anteriores para el alcohol y para el ron/mezcla, asegúrese que el viscosímetro se encuentre limpio antes de verter el líquido.

6. Seguidamente realice este mismo procedimiento para cada líquido a la temperaturade 50°C, para ello caliente agua en un vaso de precipitado de 1litro hasta que tenga la temperatura de 50°C, sumerja el viscosímetro con el líquido a trabajar en su interior y mida el tiempo que demora en pasar el líquido desde el punto A al punto B y regístrelo en la tabla 1.

Agua Alcohol Ron/Mezcla

TAmb

=24°C

T = 50

°C

TAmb =24

°CT = 50 °C

TAmb

=24°C

T = 50

°C

Tagua 1

(s)

Tagua 2

(s)

Talcohol 1

(s)

Talcohol 2

(s)Tron 1 (s)

Tron 2

(s)

1 5.03 4.14 8.59 5.86 13.2 6.91

2 5.10 4.35 8.61 5.83 13.4 6.51

3 5.06 4.30 8.65 5.97 13.4 6.66

4 5.11 4.33 8.66 6.07 13.3 6.89

5 5.03 4.35 8.66 5.91 13.13 6.61

t 5.07 4.29 8.63 5.93 13.3 6.72

t 0.342 0.113 0.0433 0.128 0.0680 0.208

T = Temperatura (ºC), t = tiempo (s), t = error total en la medida de t.

7. Caliente el agua en baño María a la temperatura de 50°C (utilice el vaso de precipitados grande casi lleno con agua), y repita los pasos anteriores. Anote los valores en la Tabla 1.

V. EVALUACIÓN

1. Reemplace los valores en la ecuación (3), tomando como dato la viscosidad

teórica del agua para la temperatura correspondiente, Tamb y 50°C respectivamente, escriba sus resultados en la siguiente tabla.

agua (Tamb) 0.992 agua (T =50°C) 0.621

alcohol (Tamb) 1.79 alcohol (T =50°C) 0.664

ron/mezcla (Tamb) 2.24 ron/mezcla (T =50°C) 0.707

2. Calcule los errores porcentuales para cada caso. Si el resultado sale mayor al 10%, justifique

E(%)=V teorica−V practica

V teorica

x 100%

Para el Alcohol : E(%)=

1.2−1.791.2

x100%

E(%)=49%

Para el Agua:

E(%)=1−0.992

1x100%

E(%)=0.8%Para el Ron:

E(%)=2.14−2.242.14

x100%

E(%)=4.7%

3. Investigue acerca de los tipos de lubricantes utilizados en autos y la relación de los lubricantes con la temperatura

Grasa de Litio EP:

Grasa de base litio de gran estabilidad y alto poder lubricante. Se recomienda para lubricación de rodamientos en condiciones severas de temperatura. Por su insolubilidad resiste ambientes húmedos y no se lava con el agua. Tiene excelente propiedades antioxidantes y anti herrumbres y se formula también en su variante E.P. para cargas extremas.

Su rango de trabajo es desde -40ºC hasta los 130ºC y se fabrica actualmente en consistencia NLGI 0-1 y 2. También disponible en variedad de colores para facilitar la distinción en planta. Puede solicitar su grasa de litio de color roja, verde o ámbar (natural)

Grasa multiuso:

Gama de grasas de alta calidad de base cálcica, usadas para lubricación general en automotores e industria, en cojinetes de fricción y en servicios de temperaturas moderadas, con excelente resistencia a la humedad y al lavado por el agua. La grasa multiuso es ideal para aplicaciones a temperatura ambiente de elementos mecánicos expuestos a gran cantidad de agua, dado que esta variedad de grasa es la de mayor hidrorrepelencia y menor costo de todas.

Grasa chasis:

Grasa normal de base cálcica, de fibra corta, recomendada para el engrase general de chasis de automotores, máquinas agrícolas, de transporte y/o usos similares donde se requiere adhesividad.

De buena estabilidad y consistencia media, presenta una muy buena resistencia al lavado por el agua y se recomienda su uso a temperaturas de -5ºC a + 60ºC, rango normal de trabajo en esas maquinarias y automotores.

Su textura suave permite una fácil aplicación en todos los casos por equipos manuales o automáticos. A pedido puede formularse en otros grados de penetración y/o con aditivos Extrema Presión.

Grasa bentonítica infusible LB-10:

Grasa infusible elaborada en base a un gelificarte inorgánico (bentonita), especial para aplicaciones de altas temperaturas, en que las grasa normales de base de jabón metálico se licúan o descomponen. Tiene una excelente resistencia a la carga, buena repelencia del agua, y resistencia ácidos y álcalis. Su textura es suave, vaselinada y su consistencia mediana.

Grasa de aluminio AR-16:

Grasa apta para soportar altas presiones y temperaturas de trabajo de hasta 180°C. Posee excelente hidrorrepelencia, resistiendo muy bien el trabajo en presencia de aguas blandas y duras. No es corrosiva. Especialmente utilizada como grasa homocinética. Es excelente para lubricar rodamientos que trabajan bajo alta solicitación térmica y expuestos a altas presiones..

VI. CONCLUSIONES

La viscosidad de un líquido es afectada por la variación de temperatura de manera inversamente proporcional.

Las viscosidades de los líquidos se pueden calcular a partir de las densidades que se calculan para cada temperatura.

Con el viscosímetro de Ostwald se pueden determinar adecuadamente los tiempos en los que el líquido va a pasar de un punto A a un punto B.

Los líquidos con viscosidades bajas fluyen fácilmente y cuando la viscosidad es elevada el líquido no fluye con mucha facilidad.

VII. RECOMENDACIONES

Trabajar rápidamente para conseguir mantener la temperatura constante cuando se trabaja con el viscosímetro Ostwald, para la determinación de las viscosidades de las diversas soluciones que se van a estudiar.

Se deben tomar los tiempos de manera exacta cuando el líquido que se estudia pasa de un punto A a un punto B en el viscosímetro.

El picnómetro debe de ser llenado completamente hasta el capilar; luego del baño maría se debe de secar por completo el picnómetro antes de ser pesado.