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OBJETIVOS:

• Determinar la viscosidad de líquidos.

• Reconocer el efecto de la temperatura sobre la viscosidad de líquidos.

FUNDAMENTO TEORICO:

VISCOSIDAD:

Los gases y los líquidos tienen una propiedad conocida como la viscosidad, la cual se puede definir como la resistencia a fluir ofrecida por un líquido, resultante de los efectos combinados de la cohesión y la adherencia. La viscosidad se produce por el efecto de corte o deslizamiento resultante del movimiento de una capa de fluido con respecto a otro y es completamente distinta de la atracción molecular. Se puede considerar como causada por la fricción interna de las moléculas y se presenta tanto en gases ideales como en líquidos y gases reales.

El agua, la leche y el jugo de frutas son comparativamente líquidos y fluyen con más facilidad que los fluidos más espesos y más viscosos como la miel, el jarabe de maíz, el champú o el jabón líquido.

Una manera de probar la viscosidad de un líquido es observando cuánto tarda un objeto para hundirse en ese líquido. También puedes comparar las viscosidades comparando los diferentes tiempos de hundimiento para los diferentes líquidos.

LOS LIQUIDOS:

Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas choca miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, a demás de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan carácter que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un liquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y liquido.

VISCOSÍMETRO DE OSTWALD

Es quizás el modelo que más se ha utilizado en la medida de viscosidades absolutas y relativas en líquidos puros y biológicos, en sus mezclas y, especialmente, en fluidos newtonianos. Se basa en la ley de Poisseuille que permite conocer la velocidad de flujo de un líquido a través de un tubo, en función de la diferencia de presiones bajo las que se establece el desplazamiento. La simplificación del tratamiento numérico facilita la expresión que se aplica en la medida experimental.

r = t’/t

En donde r, representa la viscosidad relativa del líquido problema, respecto al agua u otro líquido, t’ y t los tiempos de flujo del estándar y del líquido, respectivamente, y la densidad. La fuerza de fricción entre dos láminas contiguas de un fluido es F=S dv / dr, en donde S representa la superficie en contacto separadas a una distancia dr y con gradiente de velocidad dv/d. La constante de proporcionalidad, , posee unas dimensiones de (masa)(longitud)-1 (tiempo) -1. Su unidad en el sistema SI es kg.m -1s-1. En el sistema CGS se llama poisse y es igual a una décima parte de la unidad SI.

El viscosímetro de Ostwald es de vidrio. Posee un ensanchamiento en forma de ampolla provista de sendos enrases, conectado a un tubo capilar vertical que se une a un segundo ensanchamiento destinado a la colocación de la muestra en una primera operación, y del agua o líquido de referencia en otra operación complementaria. El conjunto se introduce en un baño termostático para fijar la temperatura con precisión.

VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS:

Los líquidos presentan mucha mayor tendencia al flujo que los gases y, en consecuencia, tienen coeficientes de viscosidad mucho más altos. Los coeficientes de viscosidad de los gases aumentan con la temperatura, en tanto que los de la mayoría de líquidos, disminuyen. Asimismo se ha visto que los coeficientes de viscosidad de gases a presiones moderadas son esencialmente independientes de la presión, pero en el caso de los líquidos el aumento en la presión produce un incremento de viscosidad. Estas diferencias en el comportamiento de gases y líquidos provienen de que en los líquidos el factor dominante para determinar la viscosidad en la interacción molecular y no la transferencia de impulso.

La mayoría de los métodos empleados para la medición de la viscosidad de los líquidos se basa en las ecuaciones de Poisseuille o de Stokes. La ecuación de Poisseuille para el coeficiente de viscosidad de líquidos es:

Donde V es el volumen del líquido de viscosidad que fluye en el tiempo t a través de un tubo capilar de radio r y la longitud L bajo una presión de Pdinas por centímetro cuadrado. Se mide el tiempo de flujo de los líquidos, y puesto que las presiones son proporcionales a las densidades de los líquidos, se puede escribir como:

Las cantidades t1 y t2 se miden más adecuadamente con un viscosímetro de Ostwald. Una cantidad definida de liquido se introduce en el viscosímetro sumergido en un termostato y luego se hace pasar por succión al bulbo B hasta que el nivel del liquido este sobre una marca a. Se deja escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda hasta una marca b y se mide con un cronometro. El viscosímetro se limpia, luego se añade el líquido de referencia y se repite la operación. Con este procedimiento se obtienen t1 y t2 y la viscosidad del líquido se calcula con la ecuación anterior.

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA:

El efecto de la temperatura sobre la viscosidad de un líquido es notablemente diferente del efecto sobre un gas; mientras en este ultimo caso el coeficiente aumenta con la temperatura, las viscosidades de los líquidos disminuyen invariablemente de manera marcada al elevarse la temperatura.

DENSIDAD:

Se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. La densidad de un cuerpo esta relacionado con su flotabilidad, una sustancia flotara sobre otra si su densidad es menor.

La gravedad específica o densidad relativa esta definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 °C. Se representa la gravedad específica (Ge) y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua.

unidad en el sistema SI es kg.m -1s-1. En el sistema CGS se llama poisse y es igual a una décima parte de la unidad SI.

El viscosímetro de Ostwald es de vidrio. Posee un ensanchamiento

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