Ejercicios resueltos de viscocidad

Mesa 2 Viscosidad

Objetivo

Observar de forma cualitativa las características de la viscosidad en diferentes líquidos y comprender la importancia de todas estas propiedades físicas de los fluidos en la Ingeniería Hidráulica.

Equipo utilizado

• Placas de acrílico    
• Varillas  

Líquidos de diferentes densidades:

• Agua
• Aceite delgado
• Aceite grueso
• Diésel
• Petróleo
• Resina poliéster

[pic 1]

[pic 2]

Consideraciones teóricas

Viscosidad:  

La viscosidad de un fluido es la medida de su resistencia a fluir

Dicha resistencia nace de la interacción y cohesión de las moléculas del    fluido.

La viscosidad dinámica o simplemente viscosidad (m) se define como:

                            Esfuerzo cortante: (kg/m²)

                            Gradiente de velocidad (m/s/m)

                            Si  μ =0  el fluido no es viscoso

                            Si μ >0 el fluido es elástico (real)

La viscosidad cinemática es función principalmente, de la temperatura y de la presión

     γ=μ/ρ  (viscosidad cinemática) en (m2/s) donde  ρ Densidad (kgs2/m4)

En los líquidos la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura, pero no se ve afectada apreciablemente por las variaciones de presión.

[pic 3]

Desarrollo de la práctica

Descripción de los experimentos

“La viscosidad de un fluido es una medida a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción”.

Para el desarrollo de esta práctica en la mesa 2 titulada como viscosidad se llevó a cabo la sig. secuencia:

1. Aplicar con una varilla de madera el fluido en cuestión sobre la placa de acrílico
2. Unir esta placa con su contra placa y frotar una de ellas y la contraria mantenerla fija
3. Observar y registrar las observaciones realizadas

Observaciones realizadas

Aceite delgado

Con este material sobre la superficie de la placa se denota que cuando se comienza a frotar una y manteniendo estática la otra esta presenta de cierta forma una oposición al movimiento por lo tanto la fuerza que se debe de aplicar es mayor, para la parte de tratar de separar estas placas pues se nota como la cohesión es fuerte y no es posible repararlas.

Aceite grueso

Cuando se frota la placa sobre la contraria se puede observar que presenta mucha mas resistencia al movimiento, esto se debe a la viscosidad del fluido ya que esta es mayor al de los demás elementos empleados en esta práctica, asimismo se puede analizar que la fuerza de cohesión es mayor ya que las placas no se pudieron desprender una de otra, en esta no se presento ninguna clase de separación, ni una mínima.

Petróleo

Para este fluido se observó que un poco más fácil de mover una placa contra la otra, por lo que el material tuvo una mayor cobertura en las placas, entonces aquí se puede decir que a menor viscosidad mayor oportunidad de movimiento entre cuerpos, el separar las placas tampoco fue posible ya que el movimiento se trasladaba hacia los lados.

Diesel

Al deslizar esta placa con la contra placa se puede observar que es mucho mejor el movimiento, sin menor esfuerzo y además el material se dispersa de forma más amplia que incluso sale de las placas, para este fluido tampoco fue posible separar las placas

Agua

La oportunidad de movimiento al deslizar fue mayor, además de que el fluido tuvo una mejor dispersión entre las placas, para este fluido entre placas fue de igual forma difícil de separar las mismas.

Cuestionario

1. Impregna con los diferentes líquidos, los juegos de placas de acrílico que tienes en tu mesa de trabajo; posteriormente trata de deslizar las placas una sobre otra. ¿Qué observas?

Dependiendo directamente de la viscosidad del fluido es la capacidad que cada uno tendrá para moverse con respecto a otro, además que esta propiedad esa directamente relacionada con el esfuerzo cortante y la velocidad que ha estos objetos se les aplique al momento de deslizarlos.

1.  ¿De qué depende la resistencia que presentan al desplazamiento?

De la viscosidad de cada uno de los fluidos ya esta propiedad determina la cantidad de resistencia opuesta a las fuerzas cortante. Este fenómeno se debe primordialmente a las interacciones entre las moléculas del fluido.

1. ¿A qué esfuerzos están sometiendo a los líquidos al deslizar las placas?

Del esfuerzo cortante del fluido además de la fuerza que se le aplique a este cuando se deslice.

1. Ahora trata de despegar las placas: ¿De qué depende la fuerza que debe aplicar?

De la adhesividad entre el fluido y la placa de acrílico, pero de esa adhesividad se desprenden distintos términos como lo son la adhesión y cohesión.

Esto se debe a que 3 son las fuerzas que interactúan en un adhesivo sensible a la presión para que pueda unir como parte integrante de nuestro fluido adhesivo: la adhesividad, la cohesión y la adherencia. La adhesividad es lo que ocurre en el momento en el que el adhesivo entra en contacto con la superficie que se va a pegar. La adhesividad se refiere a la rapidez con la que se debe producir una unión adhesiva, mientras que la adherencia es la atracción o unión física de dos sustancias, sobre todo la atracción de sustancias diferentes que se puede observar macroscópicamente.

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