Informe de Viscosidad

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA

RESUMEN

Mecánica de Fluidos

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INTRODUCCION El comportamiento que tienen algunos fluidos es muy variado, por lo que su estudio causa interés sobre todo a nivel experimental, ya que estos al ser llevados a un laboratorio muestran propiedades útiles para diferentes campos de estu estudi dio o rela relaci cion onad ado o con con la mecá mecáni nica ca de flui fluido dos, s, tal tal es el caso caso de la viscosidad. El estudio de los fluidos en movimiento es un problema complejo y en el que la viscosidad juega siempre un papel fundamental, La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido a ser deformado por un esfuerzo de cizallamiento. Es normalmente conocido como comportamiento de fluidez o resistencia a la cada o fricci!n. La importancia de la friccion en las situaciones fisicas depende del tipo de fluj flujo o y de la conf config igur urac acio ion n fisi fisica ca a patr patron on de fluj flujo. o. "i la fric fricci cion on es despreciable, se considera el flujo como ideal, se describe como la resistencia interna de un fluido a circular o fluir y sin embargo debe ser una medida del rozamiento o fricci!n del fluido. #o debemos de dejar de lado que para ciertos lquidos, la viscosidad es constante y solo depende de la temperatura y presi!n. Este grupo se denomina lquidos #e$tonianos. Entonces en la presente práctica se tratara de ver la propiedad que tienen los fluidos de oponer resistencia a un efecto cortante o esfuerzo tangencial por causa de la viscosidad


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INDICE RESUMEN................. RESUMEN............................ ...................... ..................... ..................... ..................... ........................................... ................................. 1 INTRODUCCION................ INTRODUCCION.......................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................................... .......................... 2 INDICE................. INDICE............................ ..................... ..................... ..................... ..................... ...................... ...................................... ........................... 3 OBJETIVOS.............. OBJETIVOS........................ ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... .................................... .........................4 4 a. General... General....... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......... ............. .............. ......... ..4 4 b. E!e"#$"% E!e"#$"%.... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... ............. ...............4 .......4 •

%eterminar la velocidad de cada de las esferas y el número de &eynolds. ..........4

JUSTI&IC'CION............. JUSTI&IC'CION....................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................... ....................4 4 M'RCO TEORICO.................. TEORICO............................ ..................... ..................... ..................... ........................................... ................................ 4 C'PITU(O I) DETERMIN'CION DE (' VISCOSID'D.................. VISCOSID'D........................................1* ......................1* 1.1. Ma+eriale Ma+eriale , e-i!%.... e-i!%........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ .......... ............. ............... ............... ............1* .....1* 1.1. Me+%/%l%g#a. Me+%/%l%g#a..... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... ............ ...............10 ........10 1.2. Pr%"e/ii Pr%"e/iien+%.. en+%...... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... ............10 .......10 1.3. Ca/r% Ca/r% /e /a+%.... /a+%........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... ............ ............... ............... ..............22 .......22 1.4. Cál"l% Cál"l% , rel+a/% rel+a/%.... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........... .............. ......... 22 DISCUSION................. DISCUSION........................... ..................... ..................... ..................... ..................... ........................................ .............................. 23 CONC(USIONES....... CONC(USIONES.................. ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................................ ...................... 23 RECOMEND'CIONES......... RECOMEND'CIONES................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... .......................24 .............24 BIB(IOGR'&I'.......... BIB(IOGR'&I'..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................................ ...................... 24 (INOGR'&I'.. (INOGR'&I'............. ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................... .................... 2* CUESTION'RIO................ CUESTION'RIO.......................... ..................... ..................... ..................... ...................... ................................... ........................ 2 'edidas de la viscosidad...........................................................................2

'NE5OS......... 'NE5OS.................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ................................ ..................... 26


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OBJETIVOS a. General •

(btener experimentalmente la viscosidad del aceite a partir del asentamiento que experimenta una esfera durante su descenso dentro del lquido.

b. E!e"#$"% •

%eterminar la velocidad de cada de las esferas y el número de &eynolds.

•

Explicar empricamente el cambio de fluidez en el aceite por

•

influencia de la temperatura. &ealizar la gráfica de la curva que relaciona la viscosidad y la temperatura.

JUSTI&IC'CION La viscosidad es un parámetro de los fluidos que tienen vital importancia en sus diferentes aplicaciones industriales, particularmente en el desempe)o de los lubricantes en máquinas y mecanismos* por lo tanto se la debe estudiar de manera precisa y eficiente para saber qué caractersticas posee y en qué tipos de ambientes posee variantes que pueden perjudicar a algún equipo o artefacto que son usados en la industria y en general en todos los negocios a nivel mundial y en la vida cotidiana.

M'RCO TEORICO Los fluidos reales se caracterizan por poseer una resistencia a fluir llamada viscosidad. Eso significa que en la práctica para mantener la velocidad en un lquido es necesario aplicar una fuerza o presi!n, y si dic+a fuerza cesa el movimiento del fluido, cesa eventualmente tras un tiempo finito. La viscosidad de un lquido crece al aumentar el número de moles y disminuye al crecer la temperatura. La viscosidad es una medida de la resistencia al


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desplazamiento de un fluido cuando existe una diferencia de presi!n. uando un lquido o un gas fluyen se supone la existencia de una capa estacionaria, de lquido o gas, ad+erida sobre la superficie del material a través del cual se presenta el flujo. La segunda capa roza con la ad+erida superficialmente y ésta segunda con una tercera y as sucesivamente. Este roce entre las capas sucesivas es el responsable de la oposici!n al flujo o sea el responsable de la viscosidad. Las unidades de viscosidad en el sistema cegesimal llamadas poise o

cp centipoise ¿

2

Pa. s ( N . s / m o kg / m . s ) milipascales

( c . g . s ) son

g / cm.s

,

-. En el sistema ", la viscosidad se expresa en

. Las unidades de viscosidad más utilizadas son los

por segundo ( mPa.s ) . /demás, el sistema cegesimal aún se

sigue usando, siendo la unidad de medida el

centipoise ( cp )

. La conversi!n

de unidades entre los dos sistemas es0 −3

1 cp= 1 × 10

lb kg =1 × 10−3 Pa . s =1 × 10−3 N .2s =0.01 poise =0.01 g = 6.7197 × 10−4 m m. s cm.s pie . s m

En la tabla 1 se presenta una tabla resumen de las unidades de viscosidad dinámica y cinemática


Página *


La /lgunas veces, la viscosidad se expresa como μ / ρ o viscosidad 2

2 cinemática, en m / s o c m / s , donde ρ es la densidad del fluido

Tipos de viscosidad

Existen tres tipos de viscosidad0 la viscosidad dinámica, la viscosidad cinemática y la viscosidad aparente. La viscosidad dinámica o absoluta. {η} rsub {a}

%enominada

. "i se representa la curva de fluidez 2esfuerzo

cortante frente a velocidad de deformaci!n- se define también como la pendiente en cada punto de dic+a curva.

[

]

F D dina.seg = = Poise ηa = × 2 A V 0 cm

La viscosidad aparente

3 η 4. "e define como el cociente entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformaci!n. Este término es el que se utiliza al +ablar de 3viscosidad4 para fluidos no ne$tonianos. μ=

γ´ τ

Viscosidad cinemática


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5or último existe otro término de viscosidad 3 ηr 4 denominada viscosidad cinemática, que relaciona la viscosidad dinámica con la densidad del fluido utilizado. Las unidades más utilizadas de esta viscosidad son los centistokes [ cst ]

. 2

2

1 stoke =100 centistokes= cm

/ s -. "u ecuaci!n es la

siguiente0

[

η Poise = stoke ( st ) ηr = a = ρ g cm

3

]

%onde0 ηr es la 6iscosidad cinemática, ρ

ηa

es la 6iscosidad dinámica y

es la %ensidad del fluido.

El mecanismo de la viscosidad en gases se entiende razonablemente bien, pero la teora se +a desarrollado muy poco para los lquidos. Efecto de la temperatura en la viscosidad

La viscosidad depende de dos factores importantes0 •

Las fuerzas de co+esi!n entre las moléculas

•

La rapidez de transferencia de cantidad de movimiento molecular Las moléculas de un lquido presentan fuerzas de co+esi!n de mayor magnitud que las que presenta un gas. %ic+a co+esi!n parece ser la causa más predominante de la viscosidad en lquidos. uando aumenta la temperatura de un lquido, aumenta la energa cinética de sus moléculas y, por tanto, las fuerzas de co+esi!n disminuyen en magnitud. Esto +ace que disminuya la viscosidad. En un gas, la magnitud de las fuerzas co+esivas entre las moléculas es muy peque)a, por lo que la causa predominante de la viscosidad es la transferencia de la cantidad de movimiento molecular. Expliquemos qué es esto.


Página 


6amos a imaginar un gas. 7razamos una superficie imaginaria y observamos que, a través de dic+a superficie, se va a producir un intercambio continuo de moléculas. "i tenemos dos capas adyacentes de gas, +abrá transferencia de cantidad de movimiento molecular y dic+a transferencia ejercerá esfuerzos de cizalla sobre ambas capas, los cuales retrasarán los movimientos e intentará igualar las velocidades relativas entre ambas capas. omo vemos, en un gas, la actividad molecular da lugar a esfuerzos de cizalla cuyas magnitudes son más importantes que las fuerzas co+esivas y, como la actividad molecular aumenta cuando se eleva la temperatura, al aumentar ésta se producirán mayores esfuerzos de cizalla aumentando, en consecuencia, la viscosidad del gas. uando un fluido está en reposo la rapidez de deformaci!n angular

( ) es dv dh

cero, y no existen esfuerzos de cizalla, cualquiera que sea la viscosidad del fluido. Los únicos esfuerzos que existen son esfuerzos normales 2presi!n +idrostática5or lo tanto0 a- 8ases 7odas las moléculas de un gas están en un continuo movimiento aleatorio. uando +ay un movimiento en bloque debido a un flujo, dic+o movimiento se superpone a los movimientos aleatorios y luego se distribuye por todo el fluido mediante colisiones moleculares. Los análisis basados en la teora cinética predicen0 b- Lquidos #o es posible estimar te!ricamente las viscosidades para lquidos con exactitud. El fen!meno de la transferencia de momento por medio de colisiones moleculares parece oscurecerse en lquidos por efecto de los campos de fuerza que interactúan entre las moléculas lquidas api)adas y muy cercanas unas a otras. Las viscosidades de lquidos son afectadas drásticamente por la temperatura. Mecánica de Fluidos

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En resumen0 en gases el aumento de temperatura provoca un aumento en la viscosidad mientras que en los lquidos un aumento de la temperatura disminuye la viscosidad.

Efectos de la presión en la viscosidad

a- 8ases La viscosidad de los gases es esencialmente independiente de la presi!n entre unos cuantos centésimos de una atm!sfera y unas cuantas atm!sferas. "in embargo, la viscosidad a altas presiones aumenta con la presi!n 2o densidadb- Lquidos Las viscosidades de la mayora de los lquidos no son afectadas por presiones moderadas pero se +an encontrado grandes incrementos a presiones sumamente elevadas. 5or ejemplo la viscosidad del agua a 19.999 atm es el doble que a 1 atm. ompuestos de mayor complejidad muestran un aumento en la viscosidad de varios !rdenes de magnitud sobre el mismo intervalo de temperatura 5or lo tanto es directamente dependiente de la densidad de la sustancia. uando aumenta la temperatura de un lquido, aumenta la energa cinética de sus moléculas y, por tanto, las fuerzas de co+esi!n disminuyen en magnitud. Esto +ace que disminuya la viscosidad. 5or lo que, cuanto mayores son las fuerzas intermoleculares de un lquido, sus moléculas tienen mayor dificultad de desplazarse entre s, por lo tanto la sustancia es más viscosa. 7ambién los lquidos que están formados por moléculas largas y flexibles que pueden doblarse y enredarse entre s, son más viscosos.

v A

l

MÉTODO DE STOCK B

Arrastre sobre un cuerpo sumergido.


Página 0

&igra 1


uando un cuerpo se mueve a través de un fluido, aparece una fuerza sobre el cuerpo que se opone a dic+o movimiento. %ic+a fuerza, que recibe el nombre de fuerza de arrastre, tiene su origen en los esfuerzos tangenciales y normales que ejerce el flujo sobre la superficie del cuerpo. La fuerza de arrastre sobre un cuerpo de geometra dada resulta muy difcil de determinar analticamente, ya que depende de gran número de factores. 5or eso es necesario recurrir básicamente a la adquisici!n de datos experimentales y, con esta finalidad, es costumbre expresar dic+a fuerza en la forma0 F D = D

( ) 1 2

2

ρ v A ! ! ! ! ! ! .. ( 1 )

%onde v es la velocidad relativa del cuerpo en el fluido, ρ es la densidad del fluido, A es el área de la secci!n transversal máxima que el cuerpo  D

ofrece al flujo y

es un parámetro emprico llamado coeficiente de

arrastre, cuyo valor depende de la forma geométrica del cuerpo y de la

orientaci!n de éste respecto al flujo, as como del valor del número de Reynolds asociado con el flujo alrededor del cuerpo. %ic+o número de

&eynolds, que designaremos por " , es una magnitud adimensional definida en la forma0 "=

( )

ρvD ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! . (2 ) η

%onde

ρ

y

v

tienen el mismo significado que en

( 1) ,

D

es la

longitud caracterstica del cuerpo 2el diámetro, en el caso de una esfera- y es el coeficiente de viscosidad del fluido, que se mide en poises

η

( P ) en el

sistema cegesimal 2c.g.s.- y en %5 en el "..


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En la :ig. ; se representa gráficamente la dependencia del coeficiente de arrastre con el número de &eynolds para el caso de una esfera lisa. "e trata de una gráfica logartmica 2 log  D log "

en función de

puede

-. omo

apreciarse,

el

coeficiente de arrastre vara de una forma complicada conforme aumenta el valor de

&igra 2

número de &eynolds. •

Ley de Stokes.

5ara valores peque)os del número de &eynolds

( " < 1 ) , es posible

determinar analticamente la expresi!n de la fuerza de arrastre sobre una esfera lisa, obteniéndose0 F D =3. # . η . D . v ! ! ! ! ! ! ! ( 3 )

expresi!n que es conocida como ley de "to?1>9@-, que la dedujo por primera vez en 1=AB. Esta ley establece que la fuerza de arrastre viscoso que se opone al movimiento de una esfera a través de un fluido, cuando " < 1 , es proporcional a la viscosidad del fluido, al diámetro de la esfera y a la velocidad de la misma en el seno del fluido. 7eniendo en cuenta la definici!n del coeficiente de arrastre ( 1) , puede comprobarse fácilmente que0  D =

28

"

para " < 1 ! ! ! ! ! ! ! . ( 4 )


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5ara el caso de una esfera, lo que concuerda excelentemente con los resultados experimentales, como puede observarse en la :ig. ;. •

Medida de la viscosidad.

5odemos servirnos de la ley de "to
de la viscosidad de un fluido. onsideremos una esfera lisa, de masa diámetro

D

, que cae en el seno de un fluido

Fluido viscoso

viscoso 2:ig. @-. Las fuerzas que actúan sobre la esfera son0 su peso

mg

y





F D

E

, el empuje +idrostático v

$

y la fuerza de arrastre viscoso

F D

. La

segunda ley de #e$ton nos permite escribir0



m g

mg − $ − F D = ma!!!! .. ( 5 )

omo consecuencia de la aceleraci!n de la esfera, su velocidad &igra

aumenta* pero, puesto que la fuerza de arrastre F D es proporcional a la velocidad, también aumenta la resistencia al movimiento. /s pues, la esfera llegará a alcanzar una velocidad tal que la fuerza peso sea compensada por la suma del empuje +idrostático y la fuerza de arrastre. Entonces, la aceleraci!n de la esfera será nula y su velocidad no seguirá aumentando. En estas condiciones, la esfera se moverá con una velocidad constante que recibe el nombre de velocidad límite

lim ¿

V ¿

.

"i % es la densidad de la esfera y ρ la del lquido, el peso de la esfera y el empuje +idrostático sobre ella vendrán dados por mg =

4 3

( )

#

D 2


3

# 3 % g = D % g ! ! ! ! ! ! ! .. ( 6 ) 6

Página 12


( )

3

# 3 4 D $= # ρ g = D ρ g ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! .. ( 7 ) 3 2 6

%e modo que, una vez alcanzada la velocidad lmite, tendremos0 mg = $ + F D ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ... ( 8 )

( sea0 lim ¿ ! ! ! ! .. ( 9 )

$=

# 6

# 3 3 D % g = D ρ g + 3. # . η . D . V ¿ 6

%e donde0 D ( % − ρ ) g ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ( 10 ) lim ¿= 18 η V ¿ 2

&elaci!n que nos permite determinar el coeficiente de viscosidad de un fluido a partir de la medida de la velocidad lmite de cada de peque)as esferas a través del mismo, con tal de que el número de &eynolds asociado al flujo alrededor de las esferas sea menor que la unidad. on todo rigor, la expresi!n ( 10 ) solamente es válida para esferas que caen en el seno de un lquido de extensi!n indefinida. En las condiciones experimentales, en las que las esferas caen axialmente a través de un lquido viscoso contenido en una probeta o en un tubo cilndrico de diámetro

ϕ

, +ay

que efectuar ciertas correcciones0 a. orrecci!n debida a la longitud finita del tubo, en el sentido de que la esfera tiende asint!ticamente al valor de la velocidad lmite. En las condiciones en que se +a planificado nuestra experiencia, esta correcci!n puede despreciarse. b. orrección de Ladenburg 0 El influjo de las paredes del tubo da lugar a una disminuci!n de la velocidad lmite de cada. "i


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llamamos

V m

a la velocidad medida experimentalmente, la

velocidad corregida de este efecto es0

(

lim ¿= 1+ 2.4

)

D V m ! ! ! ! ! ! ! ! ! ( 11 ) ϕ V ¿

%onde ϕ es el diámetro interno del tubo. 5ara un lquido dado, el valor del coeficiente de viscosidad depende extraordinariamente de la temperatura, por lo que es necesario especificar ésta en el instante en que se determina la viscosidad.

CLDL( /#/L7( %E L/ 6EL(%/% %E /%/ El método de determinaci!n de la viscosidad indicado, conocido como el método de "edimentaci!n, será utilizado en la presente práctica de laboratorio. "i el peso de la esfera se iguala a la resistencia 3 F 4 se obtiene en forma indirecta la viscosidad del fluido, conociendo previamente que  D es funci!n del número de &eynolds. La resistencia 3 F 4 precisada puede escribirse0

1

2

F = ρV A  0 & laresistencia de 'l(idoal asentamientode la es'era ! ! ! ! ! ! ! ! . 2

. [ 1] "iendo el peso de la esfera sumergida )=

# 6

D ( ρs− ρ ) g & $l peso s(mergido delaes'era ! !! !! !! !! ! !! ! !! ! [ 2 ] 3


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%onde0 V : $s la velocidad de descenso de la es'era en el 'l(ido . 2

A : $s el *rea pro+ectada de la es'era= # D / 4  D : oe'iciente dearrestre del c(erpo enel seno de 'l(ido D : $s eldi*metro de la es'era g : )ravedad

ρ : densidad del 'l(ido ρs : Densidad de la es'era

gualando F + ) expresado en las ecuaciones 2

4

V = D 3

[

( ρs− ρ ) ρ

]

[ 1 ] +

[ 2 ] se obtiene0

g ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! .. [ 3 ]  D

[ 3 ] para

onsiderando las restricciones de la expresi!n de la ecuaci!n

 D

puede ser0  D =

24 3 + 1 /2 + 0.34 , válida entre los lmites de " "

0.5 < " < 2 × 10

3

(, también, podra ser0  D =

24 " < 0.5 " * "i

 D =0.4 * "i " > 2 × 103


Página 1*


on los valores de

V

obtenidos en el laboratorio y la ecuaci!n

[ 3 ] se

puede obtener la viscosidad para caso que cumpla con las restricciones, usando la ecuaci!n [ 4 ] . "iendo0 " =

VD , , : oe'iciente de Viscocidad inem*tica . " : N-mero de "e+nolds .


Página 1


C'PITU(O I) DETERMIN'CION DE (' VISCOSID'D 1.1. Ma+eriale , e-i!%

&(UIDO DE ENS'8O 9'CEITE DE COCIN': &li/% +ili;a/% en la !reen+e !rá"+i"a /el "al e "al"lará  e.


Página 1


TUBO DE PRUEB' O TUBO DE 'CUMU('CI?N VISU'( 9PROBET' DE 2*7M(: In+ren+% +ili;a/% !ara e/ir <%l@eneA en e+e "a%A !ara e/ir el <%len /el i/% 9a"ei+e /e "%"ina:. '# "%% +abi=nA !ara la reali;a"in /e la /i+in+a e/i"i%ne /e la
MECERO O &UENTE DE C'(OR 9COCIN' E(FCTRIC': In+ren+% +ili;a/% !ara "alen+ar +an"ia. En la !reen+e !rá"+i"a e l% +ili; !ara aen+ar gra/alen+e la +e!era+ra /el a"ei+e !ara la !%+eri%r reali;a"in /e l% "ál"l%.


Página 16


TERM?METRO U+enili% -e ir
CON?METRO In+ren+% -e ir
REG(' GR'DU'D' In+ren+% -e e +ili;a/% en la !reen+e !rá"+i"a !ara la e/i"in /e la /i+an"ia -e re"%rre la eera a +ra<= /el a"ei+eA in/i!enable !ara el "ál"l% /e la

Página 10


a /i
PINH'S U+enili% -e ir

Página 27


1.1. Me+%/%l%g#a El método utilizado para esta práctica fue el experimental, un método ordenado para alcanzar un fin determinado en este caso la viscosidad. / diferencia de otros métodos, este método tiene la ventaja de que se puede formar algunas condiciones o factores que produzcan los eventos deseados bajo circunstancias favorables para que las observaciones cientficas y registro de datos sean más exactas, aunque +abran también ciertas desventajas si estos factores como clima u otros no están adecuados para el desarrollo de la práctica.

1.2. Pr%"e/iien+% Como primer paso: •

"e pesa la probeta, en la balanza, luego se le coloca un determinado volumen de aceite en este caso usamos aceite

•

de cocina, y se vuelve a pesar. 5osteriormente se pesa la esfera, se mide el diámetro de esta, también se mide la distancia que ocupa el aceite en la probeta para saber que distancia recorre la esfera, +aciendo uso de un escalmetro.


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Como segundo paso •

Dna vez +ec+o todos los pesos necesarios, se procede a medir la primera temperatura 2temperatura del ambiente- del aceite con el que se va a +acer el primer experimento, que en el transcurso de trabajo de realiza B cambios de temperatura del aceite, en forma ascendente, +aciendo uso de la cocina eléctrica y midiendo su temperatura de cada una.


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Como tercer paso: En este tercer paso, es donde se utiliza la esfera que se deja caer para que recorra toda la distancia del aceite +asta la base de la probeta y a la vez se toma el tiempo, +aciendo uso de un cronometro, para determinar la velocidad de descenso. Esto se realiza en las B veces que se caliente el aceite.


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1.3. Ca/r% /e /a+% 1 4

Pe% /e !r%be+a
  6 0

141.3* 33.*1 32.7 2*7 .2161 7.66*

L %istancia recorrida0 ;A.F cm L %iámetro de las esferas01.B cm Exp.

Temp. (Cº)

Tiempo

t1 ;@ @1.B AA.B GG =1

1  ! " #

t; ;.;A 1.GB 1.1F 1.9A 9.F;

t@ ;.;1 1.B@ 1.@1 1.9; 9.>1

;.;F 1.B> 1.;@ 1.9= 9.>=

1.4. Cál"l% , rel+a/% 5rimero calculamos el volumen de la esfera0

L &adio 9.FB cm. v=

4 ( 3.14 )  ( 0.75 )

3

3

El volumen es 1.FG cm @ H 1.FG ml

N°

H1

TIEMPO

VELOCIDA D


Página 24


1

24.

2.24

11.72

2

24.

1.*0

1*.*34*

3

24.

1.23

27.7613

4

24.

1.74

23.*

*

24.

7.6

26.3076

µ(Kg/m.s eg)

Exp. N°

T (C)

V (m/s)

1

23

11.72

2

31.*

1*.*34*

3

44.*

27.7613





23.*

!

61

26.3076

V (m2/seg)x1 0-6

N° Reynold s

DISCUSION El aceite a temperaturas normales presenta determinada viscosidad, esto debido a la alta resistencia que tiene como fluido a oponerse al movimiento, esto significa que sus partculas se encuentran en un alto grado de co+esi!n, y lo +emos podido comprobar dejando caer una esfera en el seno del lquido observando que se +a demorado en descender. "in embargo, si alteramos la temperatura del aceite se rompera la co+esi!n, por tanto +abra menos resistencia y más fluidez en este lquido, siendo comprobado esto cuando nuevamente dejamos caer la esfera y esta descendi! rápidamente* lo que significa que a medida que el aceite sube su temperatura este experimenta


Página 2*


cambios en su totalidad, existiendo una estrec+a relaci!n entre temperatura y viscosidad.

CONC(USIONES •

La velocidad de cada de la esfera y el número de &eynolds que se determinaron

•

en

el

experimento

fueronIIIIIIIIIIII

respectivamente. El cambio de fluidez del aceite se demuestra con la disminuci!n de la resistencia del mismo a medida que la temperatura se incrementa, lo que implica también una disminuci!n de la viscosidad. "i la resistencia es alta entonces su estado de co+esi!n es alto y si su resistencia es baja su estado

•

de co+esi!n es bajo. on las observaciones del experimento cabe se)alar que mientras la esfera sea más grande, es decir, si tiene mayor peso y volumen tardará en descender, muy por el contrario sucede si la esfera es peque)a, de menor

•

peso y volumen, descenderá rápidamente. %e la gráfica trazada, tenemos una curvaIIIIII..

RECOMEND'CIONES •

/ntes de iniciar la práctica, verificar que se cuente en todo momento con un docente o un técnico especializado, con el fin de remediar cualquier

•

problema que se presente durante la misma. 7ener un mayor orden en el manejo del equipo y en la toma de las

•

mediciones. Dtilizar en lo posible esferas de poca densidad para obtener tiempos

•

más precisos. &ealizar un mnimo de tres repeticiones en cada medici!n con el fin de

•

obtener resultados más precisos. /segurarse de que no se introduzcan vibraciones al sistema mediante algún movimiento brusco de la mesa, para evitar posibles errores en las mediciones.


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BIB(IOGR'&I' •

Jerry %. Kilson, /. J. 2;99@-. !ísica 2uinta Edici!n ed.-. 'éxico0 5E/&"(# E%D(#. &ecuperado el ;= de 9> de ;91A, de +ttp0MMboo
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'ott, &. L. 21>>G-. Mec"nica de !luidos Aplicada 2uarta Edici!n ed.-. 2". Velba, Ed.- 'éxico0 5rentice Vall. &ecuperado el ;= de 9> de ;91A, de +ttp0MMboo
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(INOGR'&I'

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+ttp0MMfisicoquimica;@9med.blogspot.comM;91;M19MviscosidadS@9.+tml

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+ttp0MMes.scribd.comMdocM>@>G9=B@Maida?de?Tola

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CUESTION'RIO 1. $% la definición de fluido &e'toniano.

Dn fluido

ne$toniano es un fluido

cuya viscosidad puede considerarse

constante en el tiempo. La curva que muestra la relaci!n entre el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformaci!n es lineal. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua en contraposici!n al pegamento, la miel o los geles y sangre que son ejemplos de fluido no ne$toniano.


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Representación gráfca entre el esuerzo cortante y la velocidad de deormación de

Dn buen número de fluidos comunes se comportan como fluidos ne$tonianos bajo condiciones normales de presi!n y temperatura0 el aire, el agua, la gasolina, el vino y algunos aceites minerales. . $educir las dimensiones de la viscosidad dinámica  de la viscosidad cinemática de un fluido &e'toniano.

6iscosidad dinámica. &elaci!n existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad. "e representa por la letra griega . 6iscosidad cinemática. 5ara calcular la viscosidad cinemática basta con dividir la viscosidad dinámica por la densidad del fluido se representa por .

'edidas de la viscosidad

La viscosidad de un fluido puede medirse por un parámetro dependiente de la temperatura llamado coeficiente de viscosidad o simplemente viscosidad0 •

Coeficiente de viscosidad dinámico, designado como W o X. En

unidades en el "0 YZ[ H Y5a\s[ H Y
Coeficiente de viscosidad cinemático, designado como ^, y que

resulta ser igual al cociente entre el coeficiente de viscosidad dinámica y la densidad del fluido. ^ H XM_. 2En unidades en el "0 Y^[ H Ym`.s ]1[. En el sistema cegesimal es el sto

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Informe de Viscosidad

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