Practica de viscocidad









MEDIDA DE LA VISCOCIDAD POR EL METODO DE ESTOKES


Luis Miguel Castillo Perafán, María Isabel Ortiz Cabrera, María Camila Varona Beltrán


Universidad del Cauca, Calle 5 No. 4 – 70, micastillop@unicauca.edu.co, miortiz@unicauca.edu.co , mariavarona@unicauca.edu.co ,Popayán



Abstract: A partir de la densidad de los líquidos problema, masa y volumen de balinesy el tiempo que a estos les toma recorrer la distancia entre dos marcas en los tubos que contienen los líquidos problema, se determina con base en la Ley de Stokes los coeficientes de viscosidad de los líquidos problema.

Keywords: Viscosidad, volumen, densidad, gravedad, masa.





1. INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe se presentara el desarrollo experimental que se realizó paracalcular la viscosidad de un líquido problema, aplicando la ley de Stokes para calcular la viscosidad del liquido, en la práctica se logró observar la resistencia que presentan dos líquidos específicos (glicerina y aceite) a la deformación por un esfuerzo de cizallamiento normalmente conocido como comportamiento de fluidez o resistencia a la caída.

Cuando se observa el movimiento de un fluidose distinguen dos tipos básicos de movimientos:

1.1. Flujo laminar
Es el movimiento regular en el que las partículas del fluido parecen deslizar unas sobre otras en capas o laminas.

1.2 Flujo turbulento
Es un movimiento caracterizado por la aleatoriedad del movimiento de las partículas observándose remolinos de varios tamaños.

Para determinar la viscosidad consideremos elflujo laminar de un fluido real que está confinado a moverse entre dos placas de extensión infinita, como se ve en la figura 3.1, es decir, en los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad

Figura 3.1

1.4 Ley de Stokes
Se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido en un régimenlaminar de bajos números de
Reynolds. En general la ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.

La viscosidad de un fluido se representa por la letra griega η y se expresa en Pa.s. En el SI la viscosidad se expresa en N.s/m2 y en el sistema c.g.s. absoluto la unidad es el gr/cm.s unidad llamada como poise.

Según la Ley de Stokes, lafuerza resistente que experimenta una esfera lisa de radio r
Moviéndose a velocidad constante v en un líquido con viscosidad η, está dada por:

(3.1)
En su movimiento la esfera experimenta la acción de dos fuerzas verticales su peso y el empuje (ver figura 3.2), con razón a lo anterior, la fuerza resistente (sin considerar la influencia de las paredesdel tubo) sobre la esfera va adquirir una velocidad constante:

(3.2)

Donde m es la masa de la esfera, g es la aceleración gravitacional, la densidad del líquido y V el volumen de la esfera.



Figura 3.2. Diagrama de cuerpo libre de una esfera en el seno de un fluido viscoso.

De lo cual se deriva que el coeficiente de viscosidad es:

Ƞ= (3.3)Si se tiene en consideración la influencia de las paredes del tubo de radio R sobre la fuerza de resistencia se tiene:
(3.4)
De acuerdo con la anterior ecuación se obtiene:
Ƞ= (3.5)

LEY DE STOKES
En la práctica se aplica la ley de Stokes para realizar el cálculo experimental de la viscosidad de unlíquido problema de la siguiente manera:

1. TUBO CON GLICERINA
a. Se midió el diámetro del tubo, se pusieron dos marcas de inicio y de fin para el recorrido de los balines, se midió la distancia del recorrido y la temperatura del líquido. Tabla 4.1
b. Se instaló la balanza calibrada, se procedió a tomar las masas de los 10 balines, y se determinó el radio y el volumen de cada balín....