TP Viscosidad

OBJETIVOS  
 
● Determinar  el  coeficiente  de  viscosidad  de  soluciones  incógnitas  utilizando  un 
viscosímetro capilar y el método de caída de bolas. 
● Discutir ventajas, limitaciones y consideraciones a tener en cuenta en cada método. 
 
MATERIALES Y MÉTODOS 
 
Según la Guía de Trabajos Prácticos “TP. VISCOSIDAD”. 
 
FUNDAMENTOS 
 
La  viscosidad  es  una  propiedad  tanto  de  líquidos como  de  los  gases  y  se  define 
como  la resistencia de estos a fluir. La hidrodinámica estudia el movimiento de estos fluidos, 
donde  la  viscosidad  presenta  un  rol  fundamental  ya  que  determina  qué  tanto  fluye  una 
sustancia como consecuencia de las fuerzas intermoleculares presentes en ella. El grado de 
fluidez  de  la  sustancia  se  encuentra  dado  entonces  por  el coeficiente  de  viscosidad, 
determinado a partir de la ley de Newton y expresado como: 
 
F/A
η = dv/dx
 

 
donde  F/A  representa  la  tensión  de corte necesaria para mantener el flujo laminar entre dos 
capas paralelas y dv/dx el gradiente de velocidad en la dirección normal al movimiento.  
Los  fluidos  pueden  clasificarse  a   partir  de  este  coeficiente  como  newtonianos, 
cuando  η  es constante,  o  no  newtonianos,  cuando  esto  no  se  cumple  y  la  viscosidad  del 
fluido varía con el gradiente de velocidad. 
En  el  presente  trabajo  práctico   se  determinará  el  coeficiente  de  viscosidad  de 
soluciones  incógnitas  a  partir  de  dos  métodos  que  involucran  dos  tipos  de  viscosímetros 
diferentes. 
En  primer  lugar  empleamos  el  viscosímetro  capilar  o  de Ostwald.  La  determinación 
de  la  viscosidad  con  este  tipo  de  viscosímetro  se  base  en  la  medida  del  tiempo  necesario 
para  que  un  volumen  fijo  de   líquido contenido entre dos marcas, una superior y una inferior, 
fluya  a  través  de  un  tubo capilar. Esta metodología se fundamenta en la ley de Poiseuille, la 
cual sólo es válida para flujos laminares: 
 
V ol 
T

= ΔP.r4.π
8.L.η  

 
Vol: volumen fijo entre marcas 
T : tiempo de escurrimiento 
r : radio del capilar 
L: longitud del capilar 
ΔP: diferencia de presión por fricción 
 
En  esta  metodología  es  de  nuestro  interés  analizar  el  fenómeno  que  ocurre  en  la 
zona  del  capilar   de  nuestro  instrumento.  Este  debe  ser  lo  más  fino  posible  de  modo  que 
pueda  evidenciarse  el  rozamiento. La  diferencia  de  altura  entre  las  dos  ramas  del 
viscosímetro  genera  una  diferencia  de  presión  que  constituye  la  fuerza  impulsora  del 
movimiento.  Sin  embargo,  al   ser  el  radio  del  capilar  tan  pequeño,  la   mayor  parte  de  la 

energía  acumulada  en  el  sistema  se  convierte  en  energía  de  fricción  y  sólo   una  mínima 
parte  se  verá  transformada  en energía cinética.  Esto nos ayuda a expresar el coeficiente de 
viscosidad calculado en función de la fuerza de rozamiento. 
A  partir  de  datos  como  la  geometría  del  capilar  y  el  tiempo  que  tarda  el  fluido  en 
atravesar  la   zona  delimitada  por  los  enrases  del  viscosímetro,  se   puede  conocer  la 
viscosidad cinemática del fluido de la siguiente forma 
 
[n​
]=k . t 
c​
 
donde k  es  una  constante  particular  de  cada  viscosímetro.  Esta  puede  calcularse 
determinando  la  viscosidad  cinemática   relativa  del  fluido,  mediante  la  comparación  del 
tiempo  de  escurrimiento  en  un  mismo  viscosímetro  del  líquido en estudio y de un  líquido de 
referencia  (en  nuestro  caso,  etilenglicol  y  agua,  respectivamente).  Para  ello  debe  cargarse 
el instrumento  con  el  mismo  volumen  de  líquido  en  los  dos  casos.  Calculando  el  cociente 
entre ambos podemos obtener la viscosidad cinemática relativa como:  

 

[η c] x
[η c] p

= t t px  

 
Debemos  destacar  también  que   un  paso  de  gran  relevancia en esta metodología es 
la  elección  del  viscosímetro  adecuado  a   partir  de  datos  como  el  rango  de  viscosidad   que ...