Viscosidad de gases

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VISCOSIDAD DE GASES

1. RESUMEN

En la presente practica experimental se emplearan mediciones de magnitudes físicas como temperatura, altura, volumen y tiempo seguidamente registraremos datos para luego hacer cálculos posteriores como el calculo de presión, el volumen sus respectivas variaciones y sacar u promedio del tiempo para luego calcular la viscosidad de la experiencia.

En lapresente experiencia realizada calcularemos la viscosidad para la cual usaremos los siguientes datos

VCO2 = 8.7 ml
Patm = 486.4 mmHg
ρHg = 13.56 g/ml
h = 402, 11 mm = 516.50 mm Hg
T = 21 ºC
t = 13.24 seg
L = 29.4 cm
r = 0.025 cm

El resultado obtenido en la experiencia es:

2. INTRODUCCION.

La viscosidad es una propiedad general de los fluidos, sean estos líquidos o gases. Entre losmétodos que han usado para determinar la viscosidad de líquidos o gases.
Entre los métodos que se han usado para determinar la viscosidad de líquidos y gases hay varios métodos que se basan en la medición:

* De la resistencia al movimiento de un disco rotatorio
* De la resistencia al movimiento de un cilindro sumergido
* El descenso de una esfera que cae en el.
* Medida de lavelocidad de flujo en un tubo capilar cilíndrico en relación con el gradiente de presión a lo largo de un capilar.

Un método sencillo para medir la viscosidad de los gases es el discreto por A. D Ranking, en el cual se mantiene constante la diferencia de presión en los extremos del capilar por medio de un bulbo de mercurio que cae a lo largo de un tubo paralelo.

La mayoría de las mediciones,se hacen en “viscosímetros relativos”, en los cuales la velocidad es proporcional al tiempo necesario para el flujo de una cantidad fija de fluido en una capilar, bajo una presión diferencial que varia durante el experimento, es hacer fluir el gas por un capilar por desplazamiento de mercurio.

3. OBJETIVOS.

* Determinar la viscosidad dinámica de un gas (CO2) aplicando el método Ranking atemperatura constante.

* Determinar la viscosidad dinámica de un gas (CO2) a la misma temperatura experimental utilizando la ecuación de Bird.

4. FUNDAMENTO TEORICO.

Viscosidad

Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad, la cual se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un líquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión yla adherencia. La viscosidad se produce por el efecto de corte o deslizamiento resultante del movimiento de una capa de fluido con respecto a otro y es completamente distinta de la atracción molecular. Se puede considerar como causada por la fricción interna de las moléculas y se presenta tanto en gases ideales como en líquidos y gases reales.

Medidas de la viscosidad

La viscosidad de unfluido puede medirse a través de un parámetro dependiente de la temperatura llamada coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad:

Coeficiente de viscosidad dinámico, designado como η o μ.
En unidades en el SI:

[µ] = [Pa·s] = [kg·m-1·s-1]
Otras unidades:

1 Poise (P) = 10-1 Pa·s = [10-1 kg·s-1·m-1]

Coeficiente de viscosidad cinemático, designado como ν, y que resulta ser igualal cociente del coeficiente de viscosidad dinámica entre la densidad ν = μ/ρ.

(En unidades en el SI: [ν] = [m2.s-1]. En el sistema cegesimal es el Stoke(St).

Para explicar este método consideremos un tubo capilar cilíndrico largo de longitud L y radio R. El esquema se muestra en la figura 1.

Fig.1 (a) Flujo del gas a través de un tubo cilíndrico y capilar
(b) Distribución develocidades.
¿Cuál es dv entre los cilindros cuando la velocidad de flujo es tal que produce a lo largo del tubo un gradiente de presión dp/dz?
La fuerza de fricción que ocurre entre capas del fluido es directamente proporcional al coeficiente de viscosidad, al área A y a la velocidad dv que se desplaza en la dirección x, esto es:
(1)
La fuerza que actúa sobre un elemento de longitud dz del tubo...
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