Viscosidad

PRACTICA Nª 2 VISCOSIDAD

OBJETIVOS
* Determinar el coeficiente de viscosidad (n) de la glicerina a partir de la Ley de Stokes.
* Aplicar los conocimientos vistos con anterioridad y aplicarlos a la realización del laboratorio.
* Utilizar programas que realicen simulación de ejemplos que contengan la ley de Stokes.

MARCO TEORICO
La densidad ρ:
Se define como la masa que tieneuna unidad de volumen (1cm3, 1 L, 1 m3, etc.) del cuerpo. Su valor se puede hallar reemplazando masa y volumen en la formula ρ= mv. La densidad se puede medir en g/ cm3, en g/L, etc., pero en el S.I es en Kg/m3.
La densidad del agua, por ejemplo, es de 1 g/cm3. Esto significa que si tomamos un cubo de 1 cm de lado y lo llenamos de agua, el agua contenida en ese cubo tendrá una masa de un gramo.Los cuerpos sólidos suelen tener mayor densidad que los líquidos y éstos tienen mayor densidad que los gases. Este hecho está dado porque en un gas las partículas que lo componen están menos cohesionadas, es decir que están más separadas. En los líquidos hay mayor cohesión y en los sólidos la cohesión es mayor aún. Entre los sólidos hay sustancias que tienen diferentes densidades, por ejemplo: elplomo es de mayor densidad que el aluminio. Lo mismo ocurre entre los líquidos y entre los gases.
En general cada sustancia, pura o compuesta, tiene diferente densidad.

La Viscosidad:
Hace referencia a la fuerza contraria que un fluido ejerce ante una deformación de característica tangencial. Se trata de una propiedad caracterizada por la resistencia a fluir que se genera a partir delrozamiento entre las moléculas.
Dado que todos los fluidos conocidos presentan algún nivel de viscosidad, el hipotético fluido sin viscosidad se conoce como fluido ideal.
La viscosidad se advierte con el rozamiento que se registra entre las sucesivas capas de un fluido. Al arrastrar la superficie de un fluido, las capas inferiores se movilizan de manera más lenta que la superficie ya que son afectadaspor la resistencia tangencial. La viscosidad, por lo tanto, se manifiesta en los fluidos en movimiento (donde las fuerzas tangenciales entran en acción)
Cuando la viscosidad es muy grande, el rozamiento entre las capas adyacentes es pronunciado y el movimiento, por lo tanto, resulta débil
La viscosidad de los fluidos se mide a través del coeficiente de viscosidad, un parámetro que depende de latemperatura. En el SI (Sistema Internacional de Unidades), su unidad física es el pascal-segundo (Pa·s), que corresponde exactamente a 1 N·s/m² o 1 kg/(m·s).
La unidad cgs para la viscosidad dinámica es el poise (1 poise (P) ≡ 1g·(s·cm)−1 ≡ 1 dina·s·cm−2 ≡ 0,1 Pa·s), cuyo nombre homenajea al fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869). Se suele usar más su submúltiplo el centipoise(cP). El centipoise es más usado debido a que el agua tiene una viscosidad de 1,0020 cP a 20 °C.
1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s) = 0,1 Pa·s
1 centipoise = 1 mPa·s
En el sistema imperial, el Reyn fue nombrado en honor de Osborne Reynolds:
1 Reyn = 1 lb f • s • in-2 = 6.89476 × 106 cP = 6890 Pa × s
La velocidad cinemática, por último, es el cociente entre la viscosidad dinámica y ladensidad. Su unidad física en el sistema cegesimal de unidades se conoce como stoke, mientras que en el SI es el metro cuadrado / segundo.
Ley de Stokes
El movimiento vertical de una esfera de masa m y de radio r, en el seno del fluido viscoso, en régimen laminar, se describe de la siguiente manera:
La esfera se mueve bajo la acción de fuerzas como el peso, el empuje y una fuerza de rozamiento que esproporcional a la velocidad de la esfera.

E+Fv=mg
E = Empuje Fv = Fuerza viscosa mg = Peso de la esfera
De acuedo con el principio de Arquimedes, el empuje es igual al producto de la densidad del fluido δ, por el volumen del cuerpo sumergido, y por la gravedad.

Vesf=43πr3
E=ρ43πr3g
δgVesf+6πηrv=mg

v = velocidad de la esfera al caer Vesf =...