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VISCOSIDAD EN UN FLUIDO

MECÁNICA DE FLUIDOS – IWQ-221
Ignacio Pereira, Marcelo Albornoz

RESUMEN
En la experiencia se estudian conceptos y definiciones inherentes a lo que es la viscosidad de un
fluido. Se estudia la viscosidad dinámica de un fluido newtoniano a través del método del
viscosímetro de caída de bola. Para ello, se realizan tres mediciones en que se deja caer una en
bolitaen medio del fluido en análisis una distancia determinada por dos surcos a los extremos,
midiendo el tiempo tardado en llegar de uno al otro. Se calcula la viscosidad dinámica del fluido
con la expresión propia del método relacionada con el tiempo medido, para determinar
finalmente a qué tipo de fluido corresponde.

1. INTRODUCCIÓN O TEORÍA
La reología es una rama de la física encargada delestudio de la deformación cuando un material
es sometido a esfuerzos de cizalle, que cobra especial relevancia a la hora de estudiar las
propiedades que presenta algún material a la hora de su utilización en algún área. Hay ciertos
materiales donde la propiedad de deformación puede observarse con mayor facilidad, como
ocurre con el caso de un fluido.
Se denomina fluido a un medio continuo departículas donde entre ellas se presenta una débil
fuerza de interacción, lo que les confiere la propiedad de poder fluir (de aquí su nombre) y por
tanto la capacidad de deformarse, donde dichas deformaciones son provocadas por esfuerzos
tangenciales en este. Como en todo cuerpo, existe una resistencia a la deformación entre las
“capas” de este, la cual es proporcional a la velocidad con quese separan unas de otras,
producto de la tensión cortante aplicada. Dicha resistencia opuesta es lo que se conoce como
viscosidad.
La viscosidad es una propiedad que solo se presenta cuando el cuerpo se encuentra en
movimiento y que es dependiente de la presión y temperatura a la cual se encuentre. Tal como
se menciona anteriormente, la resistencia a la deformación viene dada por la tasa decambio de
la velocidad a la que se separan las capas que componen al material respecto a la distancia,
donde según el material en estudio, puede verse acentuada o disminuida, variación que es
producto de una constante conocida como viscosidad dinámica, donde se relaciona con lo
anterior según la expresión:
(1)

La ecuación anterior cumple con la ley de viscosidad de Newton, debido a esto,sólo es aplicable
a cierto tipo de fluidos.
A grandes rasgos, los fluidos se pueden clasificar en fluidos newtonianos y no newtonianos ,
donde la diferencia radica en que en los primeros, se tiene una tensión cizallante constante que
cumple con la ecuación (1), en contraste de los no newtonianos, donde esta es dependiente de
otras cualidades debido al comportamiento de líquido-sólido que poseen.2

En la presente experiencia se estudia la viscosidad dinámica de un fluido Newtoniano, en que
es utilizado un viscosímetro de bola que basa la medición de la viscosidad en el tiempo que
tarda una bolita en recorrer una distancia determinada a través del fluido en estudio.
En base a lo anterior, la viscosidad se calcula según la ecuación:
(

)

(2)

Donde K es una constantecorrespondiente a la bola, t es el tiempo de caída medido en
segundos y
es la diferencia entre las densidades de la bola y el fluido.

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2. OBJETIVOS







Determinar de forma experimental la viscosidad dinámica de un fluido
newtoniano transparente.
Determinar el fluido utilizado en la experiencia.
Conocer y comprender el funcionamiento de un viscosímetro, en el especial el deun viscosímetro de caída de bola.
Conocer la diferencia entre un fluido newtoniano y uno no-newtoniano
Comparar los valores de viscosidad dinámica obtenidos experimentalmente y
teóricamente
Comprender los conceptos de viscosidad dinámica y cinemática

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3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
En esta experiencia se desea calcular la viscosidad de un fluido con el uso de un viscosímetro de...