Viscosidad Y Densidad De Liquidos

VISCOSIDAD Y DENSIDAD DE LIQUIDOS

CONTENIDO.

Página.

I. Resumen................................................................................................................1

II. Introducción...........................................................................................................2

III. Principios Teóricos...................................................................................................................3

IV. Tabla de datos y resultados.....................................................................................6

V. Cálculos...................................................................................................................7

VI. Conclusiones y Recomendaciones........................................................................10

VII. Cuestionario..........................................................................................................11

VIII. Bibliografía...........................................................................................................18

IX. Apéndice...............................................................................................................19

I.- Resumen.

La siguiente práctica de Laboratorio de Fisicoquímica, tuvo como objetivo la determinación de la Viscosidad, mediante el Viscosímetro de Storner y la Densidad de Líquidos mediante el Picnómetro.

La experiencia se realizó en la siguientes condiciones: Presión a 756 mmHg, temperatura a 21 o C y humedad relativa de 92%.

El Viscosímetro nos permitió medir el tiempo o número de revoluciones de un hélice que se introdujo en una muestra de glicerina, que se encontraba impulsada por pesas de valores variables.

La práctica de viscosidad, se dividió en dos partes: primero, se trabajó con una solución patrón de glicerina, y luego con una solución problema de glicerina.

Con los datos obtenidos con la solución patrón de glicerina, trazamos la gráfica η/m vs t, para así poder obtener las constantes k y a. Para luego poder reemplazar en la ecuación:

η(cp) = k m (t - a)

y así poder hallar la viscosidad experimental de la solución problema de glicerina.

Los errores producidos pueden deberse a la imprecisión en la toma de tiempos, debido a la falta de práctica en el manejo del cronómetro, o debido a que no se mantuvo constante la temperatura pedida.

En la determinación de la densidad con el método del Picnómetro, empleamos agua como líquido de referencia, obteniendo como densidad de la glicerina problema de 1,2507 g/cm4 con un error de 0,82%,

Así, en el presente informe se detallarán todos los cálculos seguidos, con los que se halló las viscosidades y densidades experimentales.

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II.- Introducción.

Algunos líquidos, como la melaza y el aceite de motor, fluyen muy lentamente; otros, como el agua y la gasolina, fluyen fácilmente. La resistencia a fluir que presenta un líquido es su viscosidad.

Cuanto mayor es la viscosidad de un líquido, más lentamente fluye. La viscosidad puede medirse determinando el tiempo que cierta cantidad del líquido tarda en fluir a través de un tubo delgado bajo la influencia de la gravedad.

Los líquidos más viscosos tardan más. La viscosidad también puede determinarse midiendo la velocidad con que esferas de acero caen a través del líquido. Las esferas caen mas lentamente al aumentar la viscosidad.

La viscosidad tiene que ver con la facilidad con que moléculas individuales del líquido pueden moverse unas respecto a otras; por tanto, depende de las fuerzas de atracción entre las moléculas y de la existencia de características estructurales que pudieran hacer que las moléculas se enreden.

La viscosidad disminuye al aumentar la temperatura porque a temperaturas mas altas el aumento en la energía cinética de las moléculas vence mas fácilmente las fuerzas de atracción entre ellas.

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III.- Principios Teóricos.

1) Viscosidad,

Es la propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad.

2) Flujos de la capa límite.

Según la teoría molecular, cuando un fluido empieza a fluir bajo la influencia de la gravedad, las moléculas de las capas estacionarias del fluido deben cruzar una frontera o límite para entrar en la región de flujo. Una vez cruzado el límite, estas moléculas reciben energía de las que están en movimiento y comienzan a fluir. Debido a la energía transferida, las moléculas que ya estaban en movimiento reducen su velocidad. Al mismo tiempo, las moléculas de la capa de fluido en movimiento cruzan el límite en sentido opuesto y entran en las capas estacionarias, con lo que transmiten un impulso a las moléculas estacionarias. El resultado global de este movimiento bidireccional de un lado al otro del límite es que el fluido en movimiento reduce su velocidad, el fluido estacionario se pone en movimiento, y las capas en movimiento adquieren una velocidad media.

Para hacer que una capa de fluido se mantenga moviéndose a mayor velocidad que otra capa es necesario aplicar una fuerza continua. La viscosidad en poises se define como la magnitud de la fuerza (medida en dinas por centímetro cuadrado de superficie) necesaria para mantener —en situación de equilibrio— una diferencia de velocidad de 1 cm por segundo entre capas separadas por 1 cm. La viscosidad del agua a temperatura ambiente (20 °C) es de 0,0100 poises; en el punto de ebullición (100 °C) disminuye hasta 0,0028 poises.

3) Efectos del calor.

La viscosidad de un fluido disminuye con la reducción de densidad que tiene lugar al aumentar la temperatura. En un fluido menos denso hay menos moléculas por unidad de volumen que puedan transferir impulso desde la capa en movimiento hasta la capa

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estacionaria. Esto, a su vez, afecta a la velocidad de las distintas capas. El momento se transfiere con más dificultad entre las capas, y la viscosidad disminuye. En algunos líquidos, el aumento de la velocidad molecular compensa la reducción de la densidad. Los aceites de silicona, por ejemplo, cambian muy poco su tendencia a fluir cuando cambia la temperatura, por lo que son muy útiles como lubricantes cuando una máquina está sometida a grandes cambios de temperatura.

4 ) Viscosímetro.

Instrumento utilizado para medir la viscosidad de los líquidos. Consiste en una pequeña vasija en cuyo fondo existe un orificio calibrado y de tamaño conocido, y en la que se vierte un volumen conocido de líquido. El tiempo que éste emplea en fluir por el orificio es una medida de su viscosidad.

Los líquidos no son perfectamente fluidos sino viscosos, es decir, tienden a oponerse a su flujo cuando se les aplica una fuerza. La viscosidad viene determinada por la fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes. Con el viscosímetro se mide la viscosidad relativa del líquido respecto a la del agua, que se toma como unidad. La viscosidad relativa es directamente proporcional a la densidad del líquido y al tiempo que éste tarda en fluir por el orificio, e inversamente proporcional al tiempo que invierte en fluir el mismo volumen de agua. Como la temperatura influye mucho en el valor de la viscosidad, las medidas deben realizarse a la misma temperatura.

5) Densidad.

Masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.

La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.

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6) Densímetro.

Vidrio o instrumento

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