UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Per, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA

FACULTAD DE ING. INDUSTRIALTEMA: VISCOSIDAD

(EXPERIENCIA 6)

CURSO:

LABORATORIO DE FISICA II

PROFESOR:

F. MoriINTEGRANTES:

Espinoza Choca Diego

Contreras Mario Eric

Burga Quionez Rodo

Almonazi Ochoa Jose

Ramos Puo Brian Kenyi

Zabaleta RicardoINTRODUCCIN

La viscosidad y la consistencia son trminos que se aplican a los fluidos y que representanla resistencia que ofrecen al flujo o a la deformacin cuando estn sometidos a unesfuerzo cortante, cuanto mayor es la viscosidad, ms lenta es su velocidad de flujo.La viscosidad de un lquido est relacionada con la forma de las molculas que locomponen y las fuerzas entre esas molculas (fuerzas intermoleculares). Los lquidos quetienen baja viscosidad (los que fluyen con facilidad) estn constituidos, por lo general, pormolculas pequeas y fuerzas intermoleculares dbiles.Esta experiencia es muy importante en el sentido industrial debido a que esta sefundamenta mucho en leyes fsicas y qumicas que nos permite entender porque talcompuesto es ms espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante,etc.El conocimiento de la viscosidad de un lquido nos ayuda en el rea de mecnica de fluidosya que podemos saber qu tipo de lquido es importante y porque usarlo en tal mquinapara que esta funcione en ptimas condiciones. O porque usar tal lubricante para carro atal temperatura y porque no usar otro. O tal vez en las bebidas como las cervezas, ya quela viscosidad influye mucho en el gusto de la persona, etc. En fin el conocimiento de laviscosidad trae consigo muchas conclusiones que pueden llevar al xito de una empresa.

FUNDAMENTOS TEORICOS:La viscosidad es lo contrario de la fluidez, generalmente se define como resistencia al flujo. Los lquidos(y tambin los gases) pueden fluir, es decir desplazarse una porcin respecto de otra. Las fuerzas de cohesin entre molculas originan una resistencia interna a este desplazamiento relatico denominado viscosidad.

La viscosidad es lo contrario de la fluidez, generalmente se define como resistencia al flujo. Los lquidos (y tambin los gases) pueden fluir, es decir desplazarse una porcin respecto a otra. Las fuerzas de cohesin entre molculas originan una resistencia interna a este desplazamiento relativo denominado viscosidad.

Se llama viscosidad o frotamiento interno a la resistencia experimentada por una porcin de un lquido cuado se desliza sobre otra como consecuencia del rozamiento molecular. El agua fluye ms fcilmente que la melaza y esta con ms facilidad que una pasta de caucho. Los aceites de motor estn clasificados en una escala que corresponde a su viscosidad .Como la viscosidad normalmente aumenta cuando disminuye la temperatura tenemos que reemplazar el aceite para motor pero de verano (alta viscosidad) con uno de viscosidad mas baja para el tiempo fri.

En base al modelo cintico molecular. La viscosidad de los gases aumenta al aumentar la temperatura. La viscosidad de los lquidos disminuye al aumentar al temperatura. Las viscosidades de los lquidos se miden comnmente con el viscosmetro de Ostwald, o para lquidos mas viscosos con el viscosmetro de esfera .La unidad de viscosidad es el poise (1g.cm-1.s 1), es el mas favorable para determinar la viscosidad de un liquido por comparacin con otro liquido cuya viscosidad ya es conocida y en condiciones experimentales idnticas

Para el volumen (V) de un lquido que fluye a travs de un tubo capilar de radio r, longitud L, en un tiempo t, bajo una diferencia de presin P; su viscosidad ( es expresada mediante la ecuacin de Poiseuille:

La unidad de viscosidad en el SI es el N.s/m2 = Pa.s.: Una unidad antigua, pero de uso comn es la dina/cm2, llamada poise en honor a Poiseuille. Estas unidades estn relacionadas por

1 Pa.s = 10 poise

El gasto Q de un lquido o la viscosidad de volumen de flujo esta dado de la siguiente manera:

Donde V es el volumen del lquido de viscosidad ( escurrindose a travs de un tubo capilar de longitud de longitud L de radio R bajo la diferencia de presin (P2 P1) en el tiempo t.

Despejando ( se tiene:

Consideramos dos lquidos de volmenes iguales y observamos los tiempos t1 , t2 que empleados en atravesar una seccin transversal del mismo tubo y recordemos que (P2 P1) es proporcional a la densidad ( del liquido, se puede establecer que :

Las cantidades t1 y t2 se miden ms adecuadamente con un viscosmetro de Ostwald. Una cantidad definida de liquido se introduce en el viscosmetro sumergido en un termostato y luego se hace pasar por succin al bulbo B hasta que el nivel del liquido este sobre una marca a. Se deja escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda hasta una marca b y se mide con un cronometro. El viscosmetro se limpia, luego se aade el lquido de referencia y se repite la operacin. Con este procedimiento se obtienen t1 y t2 y la viscosidad del lquido se calcula con la ecuacin anterior.

Donde:

1: es la viscosidad del lquido desconocido.

2: es la viscosidad del lquido conocido.

1, 2: son las densidades respectivas.

t1, t2: son los tiempos respectivos.

t1, t2: son los errores absolutos de los tiempos respectivos.

La dependencia entre la viscosidad y la temperatura para el liquido, est dad por la relacin,

Despejando ,

Donde:

E: es la energa de activacin para el flujo

A: es una constante

R: es la constante universal de los gases

T: es la temperatura (en escala absoluta)

1. Reemplace los valores en la ecuacin (3) y evale la viscosidad desconocida.

Agua Destilada (T=20OC)=1.005

2. Caliente agua en bao Mara a la temperatura de 50 oC (utilice el vaso de precipitado grande casi lleno con agua), y repita los pasos anteriores. Anote los valores en la tabla 1

Nota: Apague el mechero antes de sobrepasar la temperatura indicada

Agua Destilada (T=50OC)= 0.0008134

= =0.0008134Parte Experimental1.Determine las densidades del agua, alcohol y Ron con el picnmetro:

Para el caso del agua:

a) Se procedi medir el peso del picnmetro vaco con la balanza de triple brazo:

Luego medimos el peso del picnmetro lleno de agua

b). Calculamos la diferencia entre el peso del picnometro lleno y el picnometro vacio dividido sobre 50. Este calculo nos resulta la densidad del agua.

(Plleno-Pvacio)/50 =0.99 g/mlPara el caso del alcohol :

a). Se procedio a medir el peso del picnometro vacio:

Luego medimos el peso del picnmetro lleno de alcohol metlico

b). Calculamos la diferencia entre el peso del picnmetro lleno y el picnmetro vaco dividido sobre 50. Este resultado nos da la densidad del alcohol:

(p_lleno-p_vacio)/50=0.92 g/ml

Para el caso del ron:

a). Se procedio a medir el peso del picnometro vacio:

Luego medimos el peso del picnmetro lleno de ron

b). Calculamos la diferencia entre el peso del picnmetro lleno y el vaco, dividido sobre 50. Este resultado nos da la densidad del ron:

(p_lleno-p_vacio)/50=0.92 g/ml2.Vierta agua destilada en el vicosimetro hasta que llene el bulbo:

3.Insufle aire por la rama ancha hasta que el liquido ascienda por el capilar llenando el bulbo hasta el punto A.

Por un lado con se va a soplar para que el liquido en este caso agua destilada y posteriormente ron ;pase al otro bulbo del superior al inferior, asi:

4.Destape la rama ancha a fin de que el agua corra, y con el cronometro tome el tiempo que tarda el liquido en pasar del punto A al punto B, realice este paso 5 veces y anote los valores en la tabla 01.TABLA 1

AguaT1=25T2= 50 oC

t1(s)t2(s)

13.473.12

23.373.00

33.203.00

43.373.00

53.253.06

t0.150.088

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

PARA TEMPERATURA 25 oC

tprom=3.33

=Ea=

t==0.096

Ea=0.14

Ei=0.05

t=0.15

PARA TEMPERATURA 50 oC

Tprom=3.04

=0.048

Ea=0.072

Ei=0.05

t=0.088

PARA REFORZAR

Repita los pasos anteriores utilizando alcohol y ron.

AlcocolT1=26.6T2=50 RonT1=26.6T2=50

t1(s)t2(s)t1(s)t2(s)

15.564.4714.003.47

25.874.4123.933.34

35.594.5033.973.53

45.884.4744.183.62

55.754.4754.103.50

t0.2010.067t0.1040.14

PARA RON TEMPERATURA 50 oC

Tprom=4.46

=0.030

Ea=0.045

Ei=0.05

t=0.067

PARA ALCOHOL TEMPERATURA 50 oC

Tprom=3.49

=0.091

Ea=0.1365

Ei=0.05

t=0.14

Alcohol (T=50OC)=

= =0.0009695ron (T=50OC)=

= =0.00075465.Repita para el alcohol y el ron /mezcla , asegurese que el viscociemtro se encuentre limpio antes de vertir el liquido.

6.Los pasos 6,7 se explicaron en la seccin 4 como era solo datos se trabajo ah con ellos.EVALUACIN

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

Tamb=24C

_(H_2 O) (24C)=0.911 g(m.s)

_(H_2 O) (50C)=0.547 g(m.s)

Son los valores tericos de las viscosidades del agua a la temperatura ambiente y la temperatura de 50C.

Valores tericos del alcohol y ron de quemar:

Tamb=24CT=50C

Alcohol: 1.1212 g(m.s) Alcohol : 0.694 g(m.s)

Ron de quemar: 2.0853 g(m.s)Ron: 1.028 g(m.s)

Comparando los errores porcentuales del alcohol y el ron:

A temperatura ambiente:

E(alcohol(24C))%=(1.1212-1.983)/1.1212*100%-76.86%

E(ron(24C))%=(2.0853-2.006)/2.0853*100%3.8%

A la temperatura de 50C:

E(alcohol(50C))%=(0.694-0.903)/0.694x100%-30.12%

E(ron(50C))%=(1.028-0.91)/1.028x100%11.48%

Un error grave que se pudo haber cometido en la experiencia es no haber medido la viscosidad a la temperatura fijada cuando se calentaba el vaso de precipitado, y por ende se trabajo a una temperatura mayor por eso su margen de error es muy grande.

3.Investigue acerca de los tipos de lubricantes usados en autos y la relacin de los lubricantes con la temperatura:El lubricante es una sustancia que introducida entre dos superficies mviles reduce la friccin entre ellas, facilitando el movimiento y reduciendo el desgaste.El lubricante cumple variadas funciones dentro de una mquina o motor, entre ellas disuelve y transporta al filtro las partculas fruto de la combustin y el desgaste, distribuye la temperatura desde la parte inferior a la superior actuando como un refrigerante, evita la corrosin por xido en las partes del motor o mquina, evita la condensacin de vapor de agua y sella actuando como una junta determinados componentes.

4.Determine el coeficiente de viscosidad para una mezcla que contenga 50% de agua destilado +50% de ron:

tiempo=(t.alcohol+t.ron)/2

densidad=(alcohol+ron)/2

=((1.095)x(1+0.89)(93.6+248.2))/(2x2x1x93.6)=0.945

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