Disenio 1

Capilaridad de un fluido
(Práctica # 2)

Mecánica de Fluidos

Sección 071


Fecha de realización de la práctica:
Martes 21 de Febrero 2012
Fecha de entrega del reporte:
28 de Febreo 2012

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Calificación:
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-------------------------------------------------* Objetivos de la práctica:
El objetivo de la práctica que se realizo en el laboratorio fue determinar la capilaridad de los diferentes fluidos estudiados en el laboratorio.

* Equipos y materiales utilizados:

Para realizar la práctica se utilizaron los siguientes equipos:
* Tubos capilares de vidrio de diferentes diámetros:
* 0.4 mm
* 0.8 mm* 1.2 mm
* 1.7 mm
El laboratorio contaba con más tubos capilares uno de 0.6 mm y otro de 2 mm además de los ya mencionados, pero en vista de que estaban defectuosos, solo se pudo trabajar con los que se encuentran en la lista.
* Fluidos a ensayar
* Instrumento de inmersión en fluido para los tubos capilares
* Pie de Rey
* Paño de limpieza
Y los siguientes materiales:* Aceite
* Glicerina
* Agua

* Base Teórica:
Tensión Superficial

En física se denomina tensión superficial al fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica.

Imaginémonos dos fluidos que no son misibles (es decir no se mezclan, como por ejemplo el aceite y el agua). Parece que se forma una película oespecie de capa entre ellos. Esto pasa debido a la atracción de las moléculas del líquido por debajo de la superficie.

La interfase más común se produce con los líquidos expuestos al aire.

A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie. Así, en el seno de un líquido cada molécula estásometida a fuerzas de atracción que en promedio se anulan. Esto permite que la molécula tenga una energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del líquido. Rigurosamente, si en el exterior del líquido se tiene un gas, existirá una mínima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferenciade densidades entre el líquido y el gas.

La tensión superficial tiene como principal efecto la tendencia del líquido a disminuir en lo posible su superficie para un volumen dado, de aquí que un líquido en ausencia de gravedad adopte la forma esférica, que es la que tiene menor relación área/volumen.

Energéticamente, las moléculas situadas en la superficie tiene una mayor energía promedio quelas situadas en el interior, por lo tanto la tendencia del sistema será a disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible.

Si en una entrefase se hace un corte de longitud dL, aparecen fuerzas iguales y opuestas en ambos lados del corte, de valor dL, perpendiculares al corte ycoplanarias con la entrefase, donde a la magnitud Y se le denomina coeficiente de tensión superficial. Las dimensiones de Y son {F/L}, con unidades de Newton por metro en el SI y libras-fuerza por pie en el sistema ingles.

Un concepto alternativo procede de que para abrir el corte hasta un área dA se necesita un trabajo YdA. Por ello, el coeficiente puede ser considerado también como una energía porunidad de área asociada a la entrefase, con las unidades ya citadas de N*m/m2 o ft*lbf/ft2.

Si la entrefase es una superficie curva, el equilibrio mecánico muestra que debe haber una diferencia de presiones entre ambos lados, estando la presión alta en el lado cóncavo. Las figuras a continuación se puede observar que el aumento de presión en el interior de un cilindro esta equilibrado con las...