metodo de stokes


PRACTICA Nº2
Determinación de la Viscosidad
METODO DE STOKES

1. Introducción.-
La viscosidad es la propiedad física de los fluidos por la cual tienden a adherirse al contorno de los cuerpos con los que se ponen en contacto.
Desde el punto de vista aerodinámico, la viscosidad es la resistencia que presentan los fluidos en movimiento, a que una capa de los mismos se deslice sobre las otras.
Deacuerdo a esta última definición, puede considerarse a la viscosidad como la resistencia de rozamiento interno, por ello un fluido perfecto sería aquel en el cual las fuerzas de la viscosidad fueran constantemente nulas, pero en cambio todos los fluidos reales son viscosos
2. Objetivos.-
2.1. Objetivo General.
Comprobar experimentalmente, la validez de la Ley de STOKES y la ecuación de FANKER,para diferentes sustancias
2.2. Objetivos específicos.
Determinación de la viscosidad de la glicerina.
Determinación de la viscosidad del shampoo
Determinación de la viscosidad variando el diámetro de una esfera
Determinación de la viscosidad variando la altura
3. Fundamento teórico.
En los fluidos newtonianos la relación entre el esfuerzo de corte y el gradiente transversal de velocidades,llamado coeficiente de viscosidad, es constante .Georges Stokes demostró que la fuerza de rozamiento viscoso sobre una esfera en movimiento en un fluido en régimen laminar, con número de Reynolds R < 1, es proporcional a la velocidad Puede probarse entonces que una esfera que cae en el seno de un fluido en las condiciones de validez de la ley de Stokes, alcanzará una velocidad máxima cuando la suma dela fuerza de arrastre y el empuje equilibre su peso. La medición de esta velocidad límite permite determinar el coeficiente de viscosidad
Si realizamos una sumatoria de fuerzas en “y” para una esfera, sumergida en un líquido viscoso tenemos:

=0

(1) donde:
R = (2)
W = (3)
E = (4)
(5)

(6)






Despejamos de la ecuación:

Factorizando y simplificandoalgunos términos:

Obtenemos la ecuación de la viscosidad de Stokes dada por la sgte. Expresión:

4. Descripción de la practica
4.1. Material y equipo
Esferas de vidrio y metal ( 4pepas, 3 perdigones)
Imán
Cronometro
Probetas (10ml, 250ml, 500ml)
Regla
Escalimetro
Marcador de agua
4.2. Reactivos.
Shampoo (ballerina, naturex)
Glicerina
5. Procedimiento experimental















5.1. Descripción
Severtieron los líquidos viscosos (shampoo blanco, shampoo verde y glicerina) en las probetas de 250ml y 500ml
Se fijaron alturas en cada probeta para la toma de datos; para la probeta de 250ml se fijo una sola altura de (20 cm); para la probeta de 500ml se fijaron diferentes alturas a lo largo de la probeta (5, 7, 6,8 cm)
Se dejo caer individualmente las esferas (pepas y perdigones), cronometrandoel tiempo de su caída para cada altura en ambas probetas
Se repitió la operación para cada esfera en los diferentes líquidos viscosos
Para el cálculo de la densidad de los líquidos
Se pesaron individualmente diferentes probetas de 10ml
Se colocaron en cada una de ellas un líquido viscoso diferente, tomando como dato los diferentes volúmenes
Posteriormente se peso cada probeta con el líquidocorrespondiente
Diferenciando el peso de la probeta con el líquido y la probeta vacía se obtiene el peso del líquido viscoso para calcular la densidad
6. Cálculos
6.1. Tabulación de datos experimentales (haciendo variar el diámetro de las esferas)
Tabla 6.1.1 Para la glicerina
a) Pepas:
Altura del liquido
h (cm)
Diámetro de la esfera
d (cm)
Diámetro del tubo
D (cm)
t1
t2

20
0.220
0.400
4.9004.900
4.900

0.139

5.350
5.400
5.375

0.130

5.800
5.750
5.775

0.900

6.520
6.500
6.510

b) Perdigones:

Altura del liquido
h (cm)
Diámetro de la esfera
d (cm)
Diámetro del tubo
D (cm)
t1
t2

20
0.410
0.400
2.200
2.340
2.270

0.250

4.000
3.870
3.935

0.180

5.700
5.760
5.730

Tabla 6.1.2. Para el shampoo blanco
a) Pepas
Altura del liquido
h (cm)
Diámetro de la esfera
d (cm)
Diámetro del tubo...