Viscosidad

A. Objetivos
Determinar la viscosidad de varios líquidos por el método de flujo capilar. Además de determinar la energía libre estándar, la entalpía estándar y la entropía del flujo viscoso.
B. Teoría
La viscosidad es una propiedad de transporte. La cantidad transportada puede ser energía (Ley de Fourier), carga eléctrica (Ley de Ohm), masa (Ley de Fick) o momento lineal (Ley de Newton). Entodos estos casos el flujo o transporte ocurre a través de una superficie en un periodo de tiempo. Como estos procesos de transporte involucran al tiempo, no puede existir equilibrio termodinámico mientras persista el flujo.
La viscosidad de un líquido tiene que ver con la transferencia de momento lineal, cuando una fuerza externa es aplicada al líquido. La fuerza aplicada hace que el líquidose mueva y de ahí que se pueda decir que la viscosidad es como una resistencia o fricción interna que se opone a la fuerza aplicada. La viscosidad de los líquidos disminuye al aumentar la temperatura. Esta se puede relacionar con las fuerzas intermoleculares en los líquidos, con los tamaños de las moléculas, con la masa molar y con otros factores estructurales propios de las moléculas dellíquido.
La misma es una propiedad de los cuerpos fluidos y surge como resultado de la resistencia natural de estos cuerpos a fluir. El modelo más utilizado es el de Newton para obtener una expresión cuantitativa de la viscosidad. Si la velocidad con que desciende el líquido no es alta, el flujo será newtoniano o laminar. Un flujo laminar es un flujo en el cual no hay turbulencias y que obedece la Leyde Newton. Existen dos métodos para determinar la viscosidad:
a. Flujo capilar
Satisfactorio en la determinación de la viscosidad. Consiste en la medición de la relación de flujo de un fluido a través de un tubo cilíndrico largo de un área seccional circular. Donde se asume que el fluido es newtoniano e incomprensible. Por otro lado el flujo debe ser laminar, que las capas cercanas a la paredtienen una velocidad de cero y que el fluido es asumido como uno estacionario, su velocidad se encuentra en sentido del fluido y es constante en cualquier tiempo.
b. “Falling Ball” (no es utilizado en este experimento)
Todo esto es definido matemáticamente por la siguiente ecuación:
η=Aρt
Donde A= πR4gh8Vl

Teoría Molecular:
La dependencia de ƞ sobre la temperatura está dada por:∂∆GT∂ T= -∆HT2
Donde ∆H es el cambio en entalpía en el proceso de activación. ∆G está dado según las leyes termodinámicas por:
∆G= ∆H-T∆S

Donde ∆S es el cambio en entropía de activación del fluido. Combinando las ecuaciones se obtiene:
∂lnηρ∂1T= ∆HR
Nota: Esto ocurre a presión constante
Se demuestra la dependencia de la temperatura sobre el volumen.
C. Procedimiento
* Limpiar el viscosímetro* Sujetar el viscosímetro en el termostato
* Transferir 10.0mL de la muestra
* Succionar la solución hasta que esta sobrepase la marca.
* Medir el tiempo que tarda la muestra en pasar los dos meniscos.
D. Datos
Tabla 1: Tiempo de flujo a 25ºC para distintas sustancias
Líquidos | Tiempo (s) | Tiempo promedio (s) |
  | 24.7 |   |
Metanol | 24.4 | 24.6 |
  | 24.6 |   |
  |46.2 |   |
Etanol | 46.4 | 46.3 |
  | 46.2 |   |
  | 79.6 |   |
1-propanol | 80.2 | 79.6 |
  | 78.9 |   |
  | 87.0 |   |
2-propanol | 86.0 | 86.1 |
  | 85.4 |   |
  | 103.9 |   |
Butanol | 103.2 | 103.5 |
  | 103.5 |   |

Tabla 2: Tiempos de flujo para agua a distintas temperaturas
T para agua (grados C) | Tiempo (s) | Tiempo promedio (s) |
  | 43.0 |   |
5 | 43.5 |43.2 |
  | 43.2 |   |
  | 35.0 |   |
15 | 35.6 | 35.3 |
  | 35.4 |   |
  | 31.0 |   |
25 | 30.9 | 30.9 |
  | 30.8 |   |
  | 27.4 |   |
35 | 26.5 | 26.7 |
  | 26.2 |   |
  | 21.9 |   |
45 | 22.2 | 22.1 |
  | 22.1 |   |
  | 20.4 |   |
55 | 20.0 | 20.2 |
  | 20.1 |   |

E. Cálculos y resultados
1. Constantes A y B para el viscosímetro
η=Aρt-Bρt
B=V8πl...