UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL_______________________________________

VISCOSIDAD DE LIQUIDOS1. OBJETIVO

Adquirir destreza en la medicin de la viscosidad de los lquidos usando el viscosmetro de Ostwald. Observar el efecto de la temperatura en la viscosidad de los lquidos.

2. FUNDAMENTO TERICO2.1 ViscosidadLa viscosidad de un lquido es una medida de su resistencia al flujo, debida a las fuerzas internas de la friccin.Esta resistencia interna da como resultado una transferencia de la energa de traslacin de una capa de lquido a la siguiente, cuando el fluido se pone en movimiento por una fuerza que se aplica. El resultado neto es una transferencia del momento entre capas sucesivas de lquido. Supongamos un lquido entre dos placas paralelas, donde una fuerza tangencial o de corte F se aplica a la placa superior y se deja que la inferior permanezca estacionaria, la capa del lquido adyacente a la placa superior se mueve con la velocidad de esa placa; esta capa, a su vez arrastra a la siguiente capa inferior y transfiere a dicha capa parte de su momento, haciendo que se desplace con una velocidad ligeramente menor que la de la capa superior. De esta manera, debido a su comportamiento de viscosidad, cada capa arrastra a la capa inmediatamente inferior y hace que se desplace con menor velocidad, hasta que alcanza a la capa del lquido adyacente a la placa inferior, que carece de movimiento. Para la mayora de lquidos, se ha descubierto que la fuerza por unidad de rea F/A necesaria para impulsar a una capa de lquido en relacin a la capa siguiente, es proporcional a la relacin del cambio de velocidad al cambio en la distancia perpendicular al flujo, v/y, que se denomina gradiente de la velocidad. F/A = v/yDonde es la constante de proporcionalidad y se denomina viscosidad

2.2 Ley de Hagen - PoiseuilleDespus de los experimentos llevados a cabo en1839porGotthilf Heinrich Ludwig Hagen(1797-1884) es una ley que permite determinar elflujo laminarestacionarioVde un lquidoincompresibley uniformemente viscoso (tambin denominadofluido newtoniano) a travs de un tubo cilndrico de seccin circular constante. Esta ecuacin fue derivada experimentalmente en1838, formulada y publicada en 1840 y 1846 por Jean Louis Marie Poiseuille (1797-1869). La ley queda formulada del siguiente modo:

DondeVes el volumen del lquido que circula en la unidad de tiempot,vmedialavelocidadmedia del fluido a lo largo del ejezdel sistema de coordenadas cilndrico,res el radio interno del tubo, Pes la cada de presin entre los dos extremos, es la viscosidad dinmica yLla longitud caracterstica a lo largo del ejez. La ley se puede derivar de la ecuacin de Darcy-Weisbach, desarrollada en el campo de la hidrulica y que por lo dems es vlida para todos los tipos de flujo. La ley de Hagen-Poiseuille se puede expresar tambin del siguiente modo:

DondeRees elnmero de Reynoldsyes la densidad del fluido. En esta forma la ley aproxima el valor delfactor de friccin, la energa disipada por laprdida de carga 'RTYERY', el factor de prdida por friccin o el factor de friccin de Darcy en flujo laminar a muy bajas velocidades en un tubo cilndrico.

3. DATOS Y RESULTADOS

3.1. Datos ExperimentalesLIQUIDOT (C)TIEMPO (s)

Agua2312.27

Agua449.38

Agua607.42

Agua826.18

Etanol2425.03

3.2. Datos BibliogrficosDensidades del agua a distintas temperaturas:

4. CLCULOS QUMICOS4.1 Con los datos del agua, determine el radio del capilar.

Ahora: r =

Para el agua a 23 C r = r = 0.84 mmEl radio que se indica en las tablas indica que el radio es 1.01 mm. Por lo tanto el error relativo porcentual seria: % Er = (1.01 0.84)/1.01 * 100 % = 16.834.2 Con la ec. Presentada calcule la viscosidad del lquido problema a distintas temperaturas.LiquidoT (C)Viscosidad calculada (kg/m.s)Viscosidad real(kg/m.s)% Error

Agua230.0009400.0009330.75 %

Agua440.0007130.00060717.46 %

Agua600.0006530.00046739.82 %

Agua820.0001320.00034651.83 %

Etanol240.0015020.00106541.03 %

4.3 Proponga una ecuacin para la viscosidad del agua. De la ecuacin similar a Arrhenius: = A eB/TLn = Ln A + B (1/T)Donde: Y = A1 + B (X)Y = Ln ; A1 = Ln A; X = 1/T A1 = - 13.31624; B = 1889.6169 A = 1.6475 x 10-6; B = 1889.6169La ecuacin para la viscosidad seria: = (1.6475 x 10-6) e1889.6169/TEntonces la grfica seria:

4.4 A partir del error relativo porcentual que comentarios puede Ud. hacer. Los errores salen muy grandes esto debido a que se calcul mal el tiempo, pero tambin porque en el tiempo que transcurre el tiempo es muy rpido y ms difcil para tomar el tiempo exacto. Adems se trabaja con medidas muy pequeas porque un segundo que demoramos en tomar el tiempo vara demasiado en los clculos que hemos hecho.Al inicio pareca que est bien pero con las temperaturas finales haba mucho error calculado.

5. DISCUSIN DE RESULTADOS

Vemos que l % error se muestra notoria debido que al tomar los datos experimentales no se pudo tener el tiempo exacto sino aproximado algo que nos dificultara para hallar con precisin las viscosidades. A esto tambin le sumamos los materiales que nos entregaron que nos dificulto para realizar un clculo exacto.

6. CONCLUSIONES

Mediante el mtodo del Viscosmetro de Ostwald la viscosidad depender del tiempo en el que desciende en el capilar y se debe tomar con mayor exactitud para que salga muy precisos. Luego con los siguientes clculos vemos como la viscosidad del agua tambin depende con la temperatura, ya que mediante la temperatura aumente la viscosidad disminuir.

7. RECOMENDACIONES

El viscosmetro de ostwald debe estar muy limpio y adems se tiene que ver que el nivel a la que se llenara de agua tiene que estar a la medida que se indique. Se debe tomar el tiempo con mayor precisin, adems se debe realizar varias veces para tener mayor exactitud y tener menor error. La interpolacin puede ser usado como mtodo de tratamiento de datos para encontrar otras viscosidades del agua a diferentes temperaturas.

8. ANEXOS TIPOS DE VISCOSIMETROS.

Viscosmetro de copa

El viscosmetro de copa DIN es un medidor para determinar la viscosidad de lquidos. El viscosmetro de copa se aplica a menudo en la industria y los laboratorios de investigacin.- Capacidad: 100 ml- de la boquilla: 4 mm ( 0,02 mm)- Material: aluminio anodizado- Normativa: DIN 53211

Viscosmetro Analgico

El viscosmetro de rotacin le permite al usuario detectar de forma rpida la viscosidad en el control de produccin. Este viscosmetro es robusto, de fcil manejo y de uso mvil.- Rangos de medicin: 10 ... 100.000 mPa.s- Precisin: 5 % (con lquido de Newton)- Rotores / Husillos: N 1 - 4- Velocidad de rotacin: 6 / 12 / 30 / 60 minutos

VISCOSIMETRO DIGITAL

El viscosmetro Krebs PCE-RVI sirve para medir la viscosidad de pintura, lacas y otro tipo de revestimientos. A pesas de su tamao puede usar el viscosmetro Krebs en diferentes entornos. Se d equipo de instalacin fija que dispone de un pie pesado y una carcasa robusta. El viscosmetro Krebs se usa por ejemplo para controles calidad en procesos de fabricacin.

- Desviacin de la medicin: 1,5 % del fondo escala- Reproducibilidad: 1,0 % del fondo escala- Velocidad de la hlice: 200 r.p.m. 0,5- Volumen de la probeta: aprox. 600 ml

VISCOCIMETRO DIGITAL MOVIL

El viscosmetro mvil flexible PCE-RVI 3 es especialmente apto para un control rpido de la viscosidad de diferentes lquidos. El viscosmetro mvil determina la viscosidad en base del mtodo de Brookfield, muy frecuente y fijado como mtodo de medicin estndar en muchas empresas.

- Mtodo Brookfield- Nmero fijo de revoluciones- Funcionamiento durante 24 horas

9. BIBLIOGRAFA

Tablas de viscosidad de agua lquida a diferentes temperaturas. Encontrado en: http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui/viscoh2o.pdf Densidad del agua. Encontrado en: http://www.fullquimica.com/2012/04/densidad-del-agua.html Viscosidad de algunos gases y lquidos comunes. Encontrado en: http://www.ehu.eus/rperez/Fisicabio/docs/densidad_visco.pdf Fluidos viscosos, encontrado en: http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/3623/1/tema2RUA.pdf

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