Determinación De La Viscosidad METODO DE STOKES
Enviado por JhosepMVC • 24 de Junio de 2013 • 1.161 Palabras (5 Páginas) • 1.489 Visitas
PRACTICA Nº1
Determinación de la Viscosidad
METODO DE STOKES
Introducción.-
La viscosidad es la propiedad física de los fluidos por la cual tienden a adherirse al contorno de los cuerpos con los que se ponen en contacto.
Desde el punto de vista aerodinámico, la viscosidad es la resistencia que presentan los fluidos en movimiento, a que una capa de los mismos se deslice sobre las otras.
De acuerdo a esta última definición, puede considerarse a la viscosidad como la resistencia de rozamiento interno, por ello un fluido perfecto sería aquel en el cual las fuerzas de la viscosidad fueran constantemente nulas, pero en cambio todos los fluidos reales son viscosos
Objetivos.-
Objetivo General.
Comprobar experimentalmente, la validez de la Ley de STOKES y la ecuación de FANKER, para diferentes sustancias
Objetivos específicos.
Determinación de la viscosidad de la glicerina.
Determinación de la viscosidad del shampoo
Determinación de la viscosidad haciendo variar el diámetro de una esfera
Determinación de la viscosidad, haciendo variar la altura
Fundamento teórico.
En los fluidos newtonianos la relación entre el esfuerzo de corte y el gradiente transversal de velocidades, llamado coeficiente de viscosidad, es constante .Georges Stokes demostró que la fuerza de rozamiento viscoso sobre una esfera en movimiento en un fluido en régimen laminar, con número de Reynolds R < 1, es proporcional a la velocidad Puede probarse entonces que una esfera que cae en el seno de un fluido en las condiciones de validez de la ley de Stokes, alcanzará una velocidad máxima cuando la suma de la fuerza de arrastre y el empuje equilibre su peso. La medición de esta velocidad límite permite determinar el coeficiente de viscosidad μ_k
Si realizamos una sumatoria de fuerzas en “y” para una esfera, sumergida en un líquido viscoso tenemos:
∑▒F_Y =0
E +R-W=0
E +R =W (1) donde:
R = 6πrμ_k v (2)
W = ρ_esfera*g* V_(esfera ) (3)
E = ρ_liquido*g* V_(esfera ) (4)
V_(esfera )= π█(d@6)^3 (5)
Sustituyendo (2),(3),(4) en (1)
ρ_liquido*g* V_(esfera )+ 6πrμ_k v= ρ_esfera*g* V_(esfera ) (6)
Sustituyendo (5) en (6)
ρ_liquido*g* π█(d@6)^3+ 6πrμ_k v = ρ_esfera*g* π█(d@6)^3
como: d=2r
ρ_liquido*g* π█((2r)@6)^3+ 6πrμ_k v = ρ_esfera*g* π█((2r)@6)^3
Despejamos μ_k de la ecuación:
μ_k= (ρ_esfera*g* π█((2r)@6)^3-ρ_liquido*g* π█((2r)@6)^3 )/6πrv
Factorizando g* π█((2r)@6)^3y simplificando algunos términos:
μ_k= (π█((2r)@6)^3*g(ρ_esfera -ρ_liquido ) )/6πrv
Obtenemos la ecuación de la viscosidad de Stokes dada por la sgte. Expresión:
μ_k= (2r^2*g(ρ_esfera -ρ_liquido ) )/(9 h/t)
Descripción del experimento
Material y equipo
Esferas de vidrio y metal ( 4pepas, 3 perdigones)
Imán
Cronometro
Probetas (10ml, 250ml, 500ml)
Regla
Escalimetro
Marcador de agua
Reactivos.
Shampoo (ballerina, naturex)
Glicerina
Procedimiento experimental
Descripción
Se vertieron los líquidos viscosos (shampoo blanco, shampoo verde y glicerina) en las probetas de 250ml y 500ml
Se fijaron alturas en cada probeta para la toma de datos; para la probeta de 250ml se fijo una sola altura de (20 cm); para la probeta de 500ml se fijaron diferentes alturas a lo largo de la probeta (5, 7, 6,8 cm)
Se dejo caer individualmente las esferas (pepas y perdigones), cronometrando el tiempo de su caída para cada altura en ambas probetas
Se repitió la operación para cada esfera en los diferentes líquidos viscosos
Para el cálculo de la densidad de los líquidos
Se pesaron individualmente diferentes probetas de 10ml
Se colocaron en cada una de ellas un líquido viscoso diferente, tomando como dato los diferentes volúmenes
Posteriormente se peso cada probeta con el líquido correspondiente
Diferenciando el peso de la probeta con el líquido y la probeta vacía se obtiene el peso del líquido viscoso para calcular la densidad
Cálculos
Tabulación de datos experimentales (haciendo variar el diámetro de las esferas)
Tabla 6.1.1 Para la glicerina
Pepas:
Altura del liquido
h (cm) Diámetro de la esfera
d (cm) Diámetro del tubo
D (cm) t1 t2 t ̅
20 0.220 0.400 4.900 4.900 4.900
0.139 5.350 5.400 5.375
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