Qim-Reporte 3. Propiedades De Los Líquidos

RESUMEN
OBJETIVOS
Determinar la viscosidad de dos líquidos puros (agua y acetona) a temperatura ambiente y tres temperaturas diferentes, utilizando el viscosímetro de Ostwald.
Determinar la tensión superficial de tres líquidos puros mediante el método de ascensión capilar.
Determinar el porcentaje de error, entre el valor experimental y el reportado en la literatura.
INTRODUCCIÓNTEÓRICA.
La viscosidad es una propiedad de los fluidos que es de gran importancia en múltiples procesos industriales, además de ser una variable de gran influencia en las mediciones de flujo de fluidos, el valor de viscosidad se usa como punto de referencia en la formulación de nuevos productos, facilitando la reproducción de la consistencia de un lote a otro.
A nivel internacional, la referencia apartir de la cual se construye la escala de viscosidad es 1,003 4 mm2/s, correspondiente a la viscosidad cinemática del agua, a una temperatura de 20 ºC; a partir de este valor se construye la escala de medición de viscosidad empleando la técnica conocida como de escalamiento sucesivo.
Viscosidad
La viscosidad es el rozamiento interno entre las capas de fluido. A causa de la viscosidad, esnecesario ejercer una fuerza para obligar a una capa de fluido a deslizar sobre otra.
En la figura, se representa un fluido comprendido entre una lámina inferior fija y una lámina superior móvil.

La capa de fluido en contacto con la lámina móvil tiene la misma velocidad que ella, mientras que la adyacente a la pared fija está en reposo. La velocidad de las distintas capas intermedias aumentauniformemente entre ambas láminas tal como sugieren las flechas. Un flujo de este tipo se denomina laminar.
Como consecuencia de este movimiento, una porción de líquido que en un determinado instante tiene la forma ABCD, al cabo de un cierto tiempo se deformará y se transformará en la porción ABC’D’.
Sean dos capas de fluido de área S que distan dx y entre las cuales existe una diferencia de velocidaddv.

La fuerza por unidad de área que hay que aplicar es proporcional al gradiente de velocidad. La constante de proporcionalidad se denomina viscosidad .
(1)
En el caso particular, de que la velocidad aumente uniformemente, como se indicó en la primera figura, la expresión (1) se escribe

En la figura, se representan dos ejemplos de movimiento de un fluido a lo largo deuna tubería horizontal alimentada por un depósito grande que contiene líquido a nivel constante. Cuando el tubo horizontal está cerrado todos los tubos manométricos dispuestos a lo largo de la tubería marcan la misma presión p=p0+ gh. Al abrir el tubo de salida los manómetros registran distinta presión según sea el tipo de fluido.
• Fluido ideal
Un fluido ideal (figura de la izquierda) salepor la tubería con una velocidad, , de acuerdo con el teorema de Torricelli. Toda la energía potencial disponible (debido a la altura h) se transforma en energía cinética. Aplicando la ecuación de Bernoulli podemos fácilmente comprobar que la altura del líquido en los manómetros debe ser cero.

Fluido viscoso
En un fluido viscoso (figura de la derecha) el balance de energía es muydiferente. Al abrir el extremo del tubo, sale fluido con una velocidad bastante más pequeña. Los tubos manométricos marcan alturas decrecientes, informándonos de las pérdidas de energía por rozamiento viscoso. En la salida, una parte de la energía potencial que tiene cualquier elemento de fluido al iniciar el movimiento se ha transformado íntegramente en calor. El hecho de que los manómetros marquenpresiones sucesivamente decrecientes nos indica que la pérdida de energía en forma de calor es uniforme a lo largo del tubo
Ley de Poiseuille
Consideremos ahora un fluido viscoso que circula en régimen laminar por una tubería de radio interior R, y de longitud L, bajo la acción de una fuerza debida a la diferencia de presión existente en los extremos del tubo.
F=(p1-p2)π r2

Sustituyendo F en...