Laboratorio de Fisica II-UNMSM

8/18/2019 Laboratorio de Fisica II-UNMSM

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VISCOSIDAD

I. OBJETIVO:

Determinar en forma cuantitativa el coeficiente de viscosidad de un líquido en función de la

viscosidad conocida de otro líquido.

II. MATERIALES:

• Soporte universal

• Clamp

• Pinza con agarradera• Viscosímetro de OSTW!D

• Termómetro

• Vaso de precipitados" # $%% ml.

• Pro&eta graduada de #%ml

• 'alanza digital

• Cronometro

• Picnómetro

• !íquidos( agua" alco)ol * ron

1 Viscosímetro de Ostwald vaso precipitado

Facultad de ingeniería eléctrica e electrónica Página 1


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III. FUNDAMENTOS TEORICOS:

!a viscosidad es lo contrario de la fluidez" generalmente se define como resistencia al flu+o.

!os líquidos ,* tam&i-n los gases pueden fluir" es decir desplazarse una porción respecto a

otra. !as fuerzas de co)esión entre mol-culas originan una resistencia interna a este

desplazamiento relativo denominado viscosidad.

Se llama viscosidad o frotamiento interno a la resistencia e/perimentada por una porción de

un líquido cuado se desliza so&re otra como consecuencia del rozamiento molecular. 0l

agua flu*e m1s f1cilmente que la melaza * esta con m1s facilidad que una pasta de

cauc)o. !os aceites de motor est1n clasificados en una escala que corresponde a su

viscosidad .Como la viscosidad normalmente aumenta cuando disminu*e la temperatura

tenemos que reemplazar el aceite para motor 2pero de verano3 ,alta viscosidad con uno de

viscosidad mas &a+a para el tiempo frió.

0n &ase al modelo cin-tico molecular. !a viscosidad de los gases aumenta al aumentar la

temperatura. !a viscosidad de los líquidos disminu*e al aumentar al temperatura. !as

viscosidades de los líquidos se miden com4nmente con el viscosímetro de Ost5ald" o para

líquidos mas viscosos con el viscosímetro de esfera .!a unidad de viscosidad es el poise,#g.cm6#.s 7#" es el mas favora&le para determinar la viscosidad de un liquido por

comparación con otro liquido cu*a viscosidad *a es conocida * en condiciones

e/perimentales id-nticas

VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS

!a viscosidad de un liquido puede ser determinado su velocidad de flu+o a trav-s de un

&ul&o capilar.

Para el volumen ,V de un líquido que flu*e a trav-s de un tu&o capilar de radio r" longitud

!" en un tiempo t" &a+o una diferencia de presión P8 su viscosidad η es e/presada mediante

la ecuación de Poiseuille(



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!a unidad de viscosidad en el S9 es el N.s/m

2

= Pa.s.: :na unidad antigua" pero de usocom4n es la dina;cm


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!as cantidades t 1 * t 2 se miden m1s adecuadamente con un viscosímetro de Ost5ald. :na

cantidad definida de liquido se introduce en el viscosímetro sumergido en un termostato *

luego se )ace pasar por succión al &ul&o ' )asta que el nivel del liquido este so&re una

marca a. Se de+a escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda )asta

una marca b * se mide con un cronometro. 0l viscosímetro se limpia" luego se a?ade el

líquido de referencia * se repite la operación. Con este procedimiento se o&tienen t 1 * t 2 * la

viscosidad del líquido se calcula con la ecuación anterior.

Donde(

→ @#( es la viscosidad del líquido desconocido.

→ @( es la constante universal de los gases

→ T( es la temperatura ,en escala a&soluta

IV. PROCEDIMIENTO:



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Determinamos las densidades del agua" alco)ol * ron. :samos el picnómetro ,o la

pro&eta de #%ml * la &alanza de tres &razos.

• A agua # g;cm

• A alco)ol %.E#F g;cm

• A ron %.EG$g;cm

Vertimos el agua en el viscosímetro )asta que llenó el &ul&o C.

9nsuflamos aire por la rama anc)a )asta que la superficie del liquido por la otra ramadelgada superó la se?al .Cu&rimos la rama anc)a con un dedo8 evitaremos así que

el liquido descienda por gravedad.

Destapamos la rama anc)a * con el cronómetro tomamos el tiempo que tardó el

liquido en pasar por el menisco" desde la se?al )asta la se?al ' .notamos los

valores en la Ta&la#.

>eemplazamos los valores de la ecuación * evaluamos la viscosidad desconocida.

@ gua pota&le ,T


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TABLA 1

AguaT1 !!"#$C %Am&ie'te( T! )*$C %Am&ie'te(

t1%s( t!%s(

1 5 4.06

! 4.96 4.11

+ 4.9 4.83

# 5.19 3.94

) 5.40 3.78

,t 2.82 3.76

5.09 4.14

TTemperatura %$C(- t Tiempo%s(- ,t error a&soluto e' la medida de t"

o PROCEDIMIENTO PARA HALLAR EL ERROR ABSOLUTO EN LA MEDIDA DE t (Δt)

t́ 1=

5+4.96+4.9+5.19+5.405

=5.09 seg

σ =1.91

Ea= 3σ ❑√ n−1=

3×1.91❑√ 5−1 =2.82

→ Δt

1=√ Ei

2+ Ea2=√ (5×10

−5)2+2.822=2.82seg

t́ 2=

4.06+4.11+4.83+3.94+3.785

=4.14 seg

σ =2.51

Ea=

3σ

❑√ n−1

=3×2.51

❑√ 5−1

=3.76

→ Δ t

2=√ Ei

2+ Ea2=√ (5×10

−5)2+3.762=3.76 seg

TABLA 2



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Alco.o

l

T1 !!")$C

%am&ie'te(

T! )*

$C /o'

T1 !!") $C

%am&ie'te(

T! )*

$C

t1%s( t!%s( t1%s( t!%s(

1 9.11 6.78 1 11.95 8.00

! 9.35 6.68 ! 11.70 8.7

+ 9.78 6.70 + 11.75 7.65

# 9.81 6.82 # 11.97 7.66

) 9.52 6.80 ) 11.85 7.14

*"+0) *"*2#) *"1* *"331)

0")1# "3) 11"2# 3"2+

o PROCEDIMIENTO PARA HALLAR EL ERROR ABSOLUTO EN LA MEDIDA DE t (Δt)

E' el alco.ol a !!")4C

seg

Ea

E' el alco.ol a )*4C

seg

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Ea

E' el /o' a !!")4C5

seg

Ea

E' el /o' a )*4C5

seg

Ea

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V. CUESTIONARIO:

1. Determine el coefciente de viscosidad del agua y del alcohol. ¿a quéactores cree usted que se deba las discrepancias de los resultadosobtenidos en comparación con el de las tablas?

"# n "#n "$

% 1&'2 % %

2% 1&%%5 2%&1 4%%

4% %&656 26&24 16%%

6% %&46' 2!&14 36%%!% %&35 2!&56 64%%

1%% %&2!4 2!&4 1%%%%

( 3%% 4&563 131&44 22%%%

Usando el método de mnimos cuadrados hallamos el n!viscosidad" de

acuerdo a la temperatura pedida

)*

)* )* +%&%14

,*

,* ,*1&45

-nt.nce/ la 0.r)ula /eria n* + %&%14"#1&45

Para "#*22&4 n* +%&%1422&41&45

n*1&1364 poise

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Para "#*22&5 n* +%&%1422&51&45

n*1&135 poise

Para "#*22&4 n* +%&%145%1&45

n*%&5 poise

%T = 22.5ºC) = ? poise

o Como ya sabemos %T = 22.4ºC) =1&1364 poise e!o"#a$o me$ia"e e% m&"o$o

$e m'imos !(a$#a$os (sa$o %a "ab%a $e %a p*. 63

o +,o#a so%o (samos %a si*(ie"e e!(a!i-:

e sabe = "o!es.: y

Pa#a =

-nt.nce/

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e sabe =+

"o!es: y

Pa#a =

-nt.nce/ 10.930.101)=1.104 y

.i/e

!" La viscosidad de los lí6uidos depe'de de la temperatura- se o&serva u'a dismi'uci7' mu8

r9pida al i'creme'to de la temperatura" Co' lo estudiado- para u' ve.ículo- e' :poca de

vera'o ;Qu: tipo de lu&rica'te recome'daría<

e#ao e% a!ei"e (e se $ebe# ("i%ia# pa#a %(b#i!a# a("om-i%es $ebe# posee# ( *#a$o $e

is!osi$a$ ms a%"o pa#a (e po# a!!i- $e %a "empe#a"(#a bae s( is!osi$a$ y p(e$a (!ioa#

si !o"#a"iempos. e "o$o es"o po$emos $e!i# (e %a is!osi$a$ es ie#same"e p#opo#!ioa% a

%a "empe#a"(#a.

#$%&'%$D(D %)(

*)&'+),D(D(

• Para regi.ne/ 0ría/ calida/

Se rec.)ienda 1%7+3% ara

te)eratura/

A),ientale/ de )á/ de +2%8C+

148F&

• Para regi.ne/ calur./a/

S.n adecuada/ l./ ti./ 2%7+4%

2%7+5%&



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+" =ara u'a me>cla %)*? agua destilada mas )*? de ro'(- determi'e el coe@icie'te de

viscosidad"

(po*amos (e: o%(me $e% a*(a $es"i%a$a = 50m%

Volume' de ro' )*ml.

; esi$a$ $e% a*(a = masa/o%(me = 1.000*/


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9a le :ueda 0.r)ulada del /iguiente ).d.

D.nde V e/ el =.lu)en del lí:uid. :ue circula en la unidad de tie). t > v )edia la

=el.cidad )edia del ;uid. a l. larg. del e

R e/ el radi. intern. del tu,.> p e/ la caída de re/ión entre l./ d./ eBtre)./> e/

la =i/c./idad diná)ica L la l.ngitud caracterí/tica a l. larg. del e de/arr.llada en el ca). de la

idráulica :ue .r l. de)á/ e/ =álida ara t.d./ l./ ti./ de ;u a artir de la caa lí)ite

aderida al cuer.& Se a c.)r.,ad. eBeri)ental)ente> :ue la re/ultante de e/ta/

0uer?a/ e/ una 0unción de la ri)era .tencia de la =el.cidad relati=a& Para el ca/. de

una e/0era> la eBre/ión de dica 0uer?a /e c.n.ce c.). la 0ór)ula de St.Ee/&


http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Darcy-Weisbachhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Darcy-Weisbachhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad


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D.nde e/ el radi. de la e/0era> = /u =el.cidad la =i/c./idad del ;uid.&

&. ( /((,0( D) +'*

!a &alanza de Jo)r6Westp)al es un dispositivo como el esquematizado en la Ligura #" * se emplea

para la medida de densidades de líquidos. 0n esencia" consta de un pie fi+o" aunque regula&le en

altura ,V" * del canastrón" una &arra con dos &razos desiguales separados por una cuc)illa que

sirve para apo*arla en el pie fi+o ,L. 0l &razo largo est1 provisto de #% muescas numeradas del # al

#% * regularmente distri&uidas. De su e/tremo pende" mediante un )ilo delgado ,f" un lastre ,P que

a veces inclu*e un termómetro para medir la temperatura del líquido. Colocado el lastre en el

e/tremo * dando vueltas al tornillo VM" se coloca la &alanza de manera que las puntas del

contrapeso * del soporte caigan enfrentadas. Para completar la &alanza se dispone de un +uego de

cinco +inetillos ,reiters( dos m1s grandes ,S * A que" aunque diferentes en forma * función" tienenel mismo peso" * otros tres m1s peque?os ,B" C * D" cu*os pesos son la d-cima" la cent-sima * la

mil-sima de aquellos"

>espectivamente .Sumergido totalmente el lastre en agua destilada * situado el reiter grande

especial ,S en el e/tremo" la &alanza de&e quedar equili&rada ,densidad relativa" #.%%%%" *a que

el peso del reiter S,que pesa lo mismo que el A contrarresta el empu+e del agua ,a HIC so&re el

lastre , A rVg .

!as muescas en el &razo corresponden pues a d-cimas partes de la unidad. Si la &alanza no est1perfectamente a+ustada" ser1 preciso a+ustarla con muc)o cuidado con lo niveladores V * VN. :na

vez a+ustada la &alanza * sin quitar el reiter que se )a&ía utilizado para a+ustarla" sustituimos el

agua por el líquido cu*a densidad deseemos medir .



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Si el lquido es de mayor densidad que el agua> /erá )a.r el e)u /erá reci/. aGadir

b> c> d al nH)er. de la )ue/ca en la/ :ue /e c.l.can cada un. de

l./ B> C D> re/ecti=a)ente> a/ta re/ta,lecer el e:uili,ri. ueden

).ntar/e =ari./


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