DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE VISCOSIDAD DE UN LIQUIDO Laboratorio de Física DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE VISCOSIDAD DE UN LIQUIDO FISICA 1 Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias Universidad Nacional de San Luis

1era Parte Introducción teórica

VISCOSIDAD Unidad 4: Dinámica de la partícula. Leyes de movimiento 4-1 Concepto de fuerza. Primera ley de Newton Principio de inercia 4-2 Masa. Segunda ley de Newton. Fuerza gravitacional y peso. 4-3 Tercera Ley de Newton, principio de acción y reacción 4-4 Aplicaciones de las leyes de Newton 4-5 Fuerzas de fricción. Coeficiente de rozamiento. 4-6 Fuerza de rozamiento en fluidos. Velocidad límite. 4-7 Dinámica del movimiento circular uniforme. Fuerza centrípeta, peralte. Problemas.- Esta presentación tiene incorporada algunas simulaciones o applets (indicadas con ). En aquellos casos en que se tenga como navegador predeterminado a Google Chrome o Explorer Edge y no puedan visualizar o acceder a las simulaciones se recomienda utilizar Mozilla FireFox o Internet Explorer

VISCOSIDAD La VISCOSIDAD es una de las propiedades más importante de los fluidos, y por tanto esta requiere la mayor consideración en el estudio del flujo de fluidos. Esta es la resistencia que ejercen los fluidos al ser deformado cuando este se aplica un mínimo de esfuerzo cortante. La VISCOSIDAD es una medida de la fricción interna del fluido, esto es, la resistencia a la deformación. La VISCOSIDAD es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama FLUIDO IDEAL, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, La VISCOSIDAD es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesión moleculares. Todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.

VISCOSIDAD Esta magnitud es muy importante conocerla al diseñar conductos para fluidos, acueductos, oleoductos, en las fábricas para el bombeo y traslado de los materiales que se procesan. Para la lubricación de motores de combustión, con el uso del aceite adecuado se logra una buena lubricación evitando el desgaste de las piezas del motor y logrando su buen funcionamiento. La  viscosidad es especialmente importante en la industria alimentaria, petrolera y la industria de los plásticos y es vital en procesos de transporte de fluidos , en el control de calidad de alimentos y en el análisis composición de productos.

VISCOSIDAD La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su VISCOSIDAD. De ahí que los fluidos de alta viscosidad presentan resistencia al fluir, mientras que los de baja viscosidad fluyen con más facilidad. La viscosidad de un fluido depende de su TEMPERATURA. Es por eso que los líquidos a mayor temperatura la viscosidad disminuye.

: Coeficiente de viscosidad que depende del fluido Para velocidades no muy altas, la fuerza de rozamiento en líquidos (Frf) es proporcional a la velocidad, de forma que:     Ley de Stokes : Coeficiente de viscosidad que depende del fluido v: velocidad del fluido . K: coeficiente de fricción que depende de la forma del cuerpo. Por ejemplo, para el caso particular de una esfera, el coeficiente de fricción es: K = 6  R [m]

(Principio de ARQUÍMEDES) VISCOSIDAD Si sumergimos una esfera dentro de un recipiente con un fluido viscoso, y dejamos que esta flote durante un determinado tiempo t, hasta que permanece en reposo, observamos que habrá dos fuerzas actuantes   Las fuerzas actuantes son el peso P (m.g) y el empuje E, entonces según la Ley de Arquímedes: E = Pe V En donde: E: Empuje que ejerce el líquido sobre el cuerpo [N] Pe: peso específico del líquido [N/m3] V: volumen del cuerpo [m3]   (Principio de ARQUÍMEDES)

Cuerpo que se mueve en el vacío VISCOSIDAD Velocidad Cuerpo que se mueve en el vacío VELOCIDAD LIMITE Cuerpo que se mueve en un medio viscoso Tiempo

Consideremos ahora que ese mismo cuerpo cae VISCOSIDAD Consideremos ahora que ese mismo cuerpo cae dentro del fluido, y por la acción del peso este se desliza a través de él. Donde: P= Peso de la esfera [N] E= Empuje [N]

Determinación del Empuje: VISCOSIDAD Determinación del Empuje: El cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del líquido desalojado, es decir En donde: : densidad del fluido [Kg/m3] : aceleración de la gravedad [m/s2] : volumen [m3]

Reemplazando en la ecuación: VISCOSIDAD Reemplazando en la ecuación:  Considerando que se alcanza velocidad limite: a=0 :  Despejando viscosidad:

VISCOSIDAD Unidades:

2 da Parte Trabajo practico de laboratorio

Los pasos a seguir para determinar la viscosidad son: Objetivo: En este laboratorio se tratará de determinar la viscosidad () de un líquido aplicando la expresión correspondiente Procedimiento Los pasos a seguir para determinar la viscosidad son: Medir con un calibre el diámetro de la bolita de acero, con la cual se va a realizar la experiencia, y obtener el radio. Determinar el peso de la bolita con la balanza de precisión. Determinar el peso del líquido desalojado o Empuje: m´. g en base a los valores obtenidos en los dos puntos anteriores. Determinar la temperatura del trabajo. Determinar la velocidad límite dejando caer la bolita en el tubo, en función del espacio recorrido y el tiempo que tardó en recorrerlo. Calcular la viscosidad usando las ecuaciones indicadas

VISCOSIDAD

VISCOSIDAD

VISCOSIDAD