La viscosidad de los líquidos

LABORATORIO DE FENÓMENOS COLECTIVOS
LA VISCOSIDAD DE LOS LÍQUIDOS

CRUZ DE SAN PEDRO JULIO CÉSAR RESUMEN La finalidad de esta práctica es la determinación de la viscosidad de diferentes sustancias (agua, aceite de oliva, glicerina y shampoo) mediante un experimento sencillo. Esta práctica se realizó con ciertas incertidumbres y el difícil manejo de los instrumentos, la precisión en las tomasde datos (como el tiempo), etc. Se comprobará en base a la teoría y observaciones realizadas en el laboratorio de clases, la viscosidad de algunos líquidos.

OBJETIVO Medir la viscosidad de cuatro líquidos (agua, glicerina, aceite de oliva, shampoo) diferentes utilizando la Ley de Stokes. INTRODUCCIÓN La Viscosidad es un parámetro de los fluidos que tiene importancia en sus diversas aplicacionesindustriales, particularmente en el desempeño de los lubricantes usados en máquinas y mecanismos. La viscosidad de las sustancias puras varía de forma importante con la temperatura y en menor grado con la presión. La facilidad con que un líquido se escurre es una pauta de su viscosidad. Se define la viscosidad como la propiedad que tienen los fluidos de ofrecer resistencia al movimiento relativode sus moléculas. También se suele definir la viscosidad como una propiedad de los fluidos que causa fricción, esto da origen a la pérdida de energía en el flujo fluido. La importancia de la fricción en las situaciones físicas depende del tipo de fluido y de la configuración física o patrón. Si la fricción es despreciable, se considera el flujo como ideal. Viscosidad: Una propiedad física muyimportante que caracteriza la resistencia al flujo de los fluidos es la viscosidad. Y se deriva como consecuencia del principio de Newton de la viscosidad. Este principio establece que para un flujo laminar y para ciertos fluidos llamamos Newtonianos, la tensión cortante es una entercara tangente a la dirección del flujo, es proporcional al gradiente de la velocidad en dirección anormal al flujo.Operacionalmente se expresa, así: τ= -µ (∂v/∂n) Donde µ se conoce con el nombre de coeficiente de viscosidad dinámica y tiene dimensiones (Ft/L2). En general la viscosidad de los fluidos incompresibles disminuye al aumentar la temperatura, mientras que, en los gases sucede lo contrario. Ecuación de Stokes: El fluido alrededor de una esfera ha sido estudiado por Stokes. Su aplicación es de granutilidad en la resolución de problemas tales como los del sedimento de partículas de polvo. Stokes encontró que el empuje (fuerza ejercida sobre la esfera por el flujo de un fluido alrededor de ella) vale: Empuje= 6πresferaµv Siendo: resfera= el radio de la esfera v= la velocidad de la esfera

Para encontrar la velocidad final de una esfera que cae en un fluido en reposo, debe tenerse en cuenta que:Fuerza de empuje hidrostático+ fuerza de empuje= Peso Para el análisis de la viscosidad de algún líquido se estudian los movimientos de la ‘pelota’ en dichos fluidos haciendo uso del balance de fuerzas de la segunda Ley de Newton. En este caso el cuerpo ha llegado a su velocidad terminal, no se encuentra acelerado: Fuerza de empuje hidrostático+ Fuerza de empuje – Peso= 0 Debido a que hay una‘fuerza viscosa’ que se opone al empuje, tenemos que= Fuerza de empuje hidrostático- Fuerza de empuje- Peso= 0 Matemáticamente lo expresamos así:

ΣF = E −Fviscosa + (−mg) = 0
Sean ρesfera, ρlíquido las densidades de la esfera y del fluido tenemos lo siguiente: (4/3) πr3ρlíquidog- (4/3)πr3ρesferag+ 6πresferaµv=0 Despejando donde: µ= la viscosidad del líquido problema r= radio de la esfera g= gravedadρesfera = densidad de la esfera ρliquido = densidad del líquido problema v = velocidad, que es igual a: h/ t, donde t= tiempo de caída de la esfera en un marco de referencia h= longitud del tubo en el mismo marco de referencia µ= (2)(r2)(g)(ρesfera- ρliquido)/ (9)(h/t) ecuación (*) obtenemos = (2)(r2)(g)(ρesfera- ρliquido)/ (9)(v)

Ecuación de Hange- Poiseuille: Si se aplican las leyes de...