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8/18/2019 Laboratorio de Fisica II-UNMSM
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VISCOSIDAD
I. OBJETIVO:
Determinar en forma cuantitativa el coeficiente de viscosidad de un líquido en función de la
viscosidad conocida de otro líquido.
II. MATERIALES:
• Soporte universal
• Clamp
• Pinza con agarradera• Viscosímetro de OSTW!D
• Termómetro
• Vaso de precipitados" # $%% ml.
• Pro&eta graduada de #%ml
• 'alanza digital
• Cronometro
• Picnómetro
• !íquidos( agua" alco)ol * ron
1 Viscosímetro de Ostwald vaso precipitado
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III. FUNDAMENTOS TEORICOS:
!a viscosidad es lo contrario de la fluidez" generalmente se define como resistencia al flu+o.
!os líquidos ,* tam&i-n los gases pueden fluir" es decir desplazarse una porción respecto a
otra. !as fuerzas de co)esión entre mol-culas originan una resistencia interna a este
desplazamiento relativo denominado viscosidad.
Se llama viscosidad o frotamiento interno a la resistencia e/perimentada por una porción de
un líquido cuado se desliza so&re otra como consecuencia del rozamiento molecular. 0l
agua flu*e m1s f1cilmente que la melaza * esta con m1s facilidad que una pasta de
cauc)o. !os aceites de motor est1n clasificados en una escala que corresponde a su
viscosidad .Como la viscosidad normalmente aumenta cuando disminu*e la temperatura
tenemos que reemplazar el aceite para motor 2pero de verano3 ,alta viscosidad con uno de
viscosidad mas &a+a para el tiempo frió.
0n &ase al modelo cin-tico molecular. !a viscosidad de los gases aumenta al aumentar la
temperatura. !a viscosidad de los líquidos disminu*e al aumentar al temperatura. !as
viscosidades de los líquidos se miden com4nmente con el viscosímetro de Ost5ald" o para
líquidos mas viscosos con el viscosímetro de esfera .!a unidad de viscosidad es el poise,#g.cm6#.s 7#" es el mas favora&le para determinar la viscosidad de un liquido por
comparación con otro liquido cu*a viscosidad *a es conocida * en condiciones
e/perimentales id-nticas
VISCOSIDAD DE LOS LIQUIDOS
!a viscosidad de un liquido puede ser determinado su velocidad de flu+o a trav-s de un
&ul&o capilar.
Para el volumen ,V de un líquido que flu*e a trav-s de un tu&o capilar de radio r" longitud
!" en un tiempo t" &a+o una diferencia de presión P8 su viscosidad η es e/presada mediante
la ecuación de Poiseuille(
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!a unidad de viscosidad en el S9 es el N.s/m
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= Pa.s.: :na unidad antigua" pero de usocom4n es la dina;cm
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!as cantidades t 1 * t 2 se miden m1s adecuadamente con un viscosímetro de Ost5ald. :na
cantidad definida de liquido se introduce en el viscosímetro sumergido en un termostato *
luego se )ace pasar por succión al &ul&o ' )asta que el nivel del liquido este so&re una
marca a. Se de+a escurrir el liquido el tiempo necesario para que su nivel descienda )asta
una marca b * se mide con un cronometro. 0l viscosímetro se limpia" luego se a?ade el
líquido de referencia * se repite la operación. Con este procedimiento se o&tienen t 1 * t 2 * la
viscosidad del líquido se calcula con la ecuación anterior.
Donde(
→ @#( es la viscosidad del líquido desconocido.
→ @( es la constante universal de los gases
→ T( es la temperatura ,en escala a&soluta
IV. PROCEDIMIENTO:
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Determinamos las densidades del agua" alco)ol * ron. :samos el picnómetro ,o la
pro&eta de #%ml * la &alanza de tres &razos.
• A agua # g;cm
• A alco)ol %.E#F g;cm
• A ron %.EG$g;cm
Vertimos el agua en el viscosímetro )asta que llenó el &ul&o C.
9nsuflamos aire por la rama anc)a )asta que la superficie del liquido por la otra ramadelgada superó la se?al .Cu&rimos la rama anc)a con un dedo8 evitaremos así que
el liquido descienda por gravedad.
Destapamos la rama anc)a * con el cronómetro tomamos el tiempo que tardó el
liquido en pasar por el menisco" desde la se?al )asta la se?al ' .notamos los
valores en la Ta&la#.
>eemplazamos los valores de la ecuación * evaluamos la viscosidad desconocida.
@ gua pota&le ,T
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TABLA 1
AguaT1 !!"#$C %Am&ie'te( T! )*$C %Am&ie'te(
t1%s( t!%s(
1 5 4.06
! 4.96 4.11
+ 4.9 4.83
# 5.19 3.94
) 5.40 3.78
,t 2.82 3.76
5.09 4.14
TTemperatura %$C(- t Tiempo%s(- ,t error a&soluto e' la medida de t"
o PROCEDIMIENTO PARA HALLAR EL ERROR ABSOLUTO EN LA MEDIDA DE t (Δt)
t́ 1=
5+4.96+4.9+5.19+5.405
=5.09 seg
σ =1.91
Ea= 3σ ❑√ n−1=
3×1.91❑√ 5−1 =2.82
→ Δt
1=√ Ei
2+ Ea2=√ (5×10
−5)2+2.822=2.82seg
t́ 2=
4.06+4.11+4.83+3.94+3.785
=4.14 seg
σ =2.51
Ea=
3σ
❑√ n−1
=3×2.51
❑√ 5−1
=3.76
→ Δ t
2=√ Ei
2+ Ea2=√ (5×10
−5)2+3.762=3.76 seg
TABLA 2
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Alco.o
l
T1 !!")$C
%am&ie'te(
T! )*
$C /o'
T1 !!") $C
%am&ie'te(
T! )*
$C
t1%s( t!%s( t1%s( t!%s(
1 9.11 6.78 1 11.95 8.00
! 9.35 6.68 ! 11.70 8.7
+ 9.78 6.70 + 11.75 7.65
# 9.81 6.82 # 11.97 7.66
) 9.52 6.80 ) 11.85 7.14
*"+0) *"*2#) *"1* *"331)
0")1# "3) 11"2# 3"2+
o PROCEDIMIENTO PARA HALLAR EL ERROR ABSOLUTO EN LA MEDIDA DE t (Δt)
E' el alco.ol a !!")4C
seg
Ea
E' el alco.ol a )*4C
seg
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Ea
E' el /o' a !!")4C5
seg
Ea
E' el /o' a )*4C5
seg
Ea
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V. CUESTIONARIO:
1. Determine el coefciente de viscosidad del agua y del alcohol. ¿a quéactores cree usted que se deba las discrepancias de los resultadosobtenidos en comparación con el de las tablas?
"# n "#n "$
% 1&'2 % %
2% 1&%%5 2%&1 4%%
4% %&656 26&24 16%%
6% %&46' 2!&14 36%%!% %&35 2!&56 64%%
1%% %&2!4 2!&4 1%%%%
( 3%% 4&563 131&44 22%%%
Usando el método de mnimos cuadrados hallamos el n!viscosidad" de
acuerdo a la temperatura pedida
)*
)* )* +%&%14
,*
,* ,*1&45
-nt.nce/ la 0.r)ula /eria n* + %&%14"#1&45
Para "#*22&4 n* +%&%1422&41&45
n*1&1364 poise
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Para "#*22&5 n* +%&%1422&51&45
n*1&135 poise
Para "#*22&4 n* +%&%145%1&45
n*%&5 poise
%T = 22.5ºC) = ? poise
o Como ya sabemos %T = 22.4ºC) =1&1364 poise e!o"#a$o me$ia"e e% m&"o$o
$e m'imos !(a$#a$os (sa$o %a "ab%a $e %a p*. 63
o +,o#a so%o (samos %a si*(ie"e e!(a!i-:
e sabe = "o!es.: y
Pa#a =
-nt.nce/
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e sabe =+
"o!es: y
Pa#a =
-nt.nce/ 10.930.101)=1.104 y
.i/e
!" La viscosidad de los lí6uidos depe'de de la temperatura- se o&serva u'a dismi'uci7' mu8
r9pida al i'creme'to de la temperatura" Co' lo estudiado- para u' ve.ículo- e' :poca de
vera'o ;Qu: tipo de lu&rica'te recome'daría<
e#ao e% a!ei"e (e se $ebe# ("i%ia# pa#a %(b#i!a# a("om-i%es $ebe# posee# ( *#a$o $e
is!osi$a$ ms a%"o pa#a (e po# a!!i- $e %a "empe#a"(#a bae s( is!osi$a$ y p(e$a (!ioa#
si !o"#a"iempos. e "o$o es"o po$emos $e!i# (e %a is!osi$a$ es ie#same"e p#opo#!ioa% a
%a "empe#a"(#a.
#$%&'%$D(D %)(
*)&'+),D(D(
• Para regi.ne/ 0ría/ calida/
Se rec.)ienda 1%7+3% ara
te)eratura/
A),ientale/ de )á/ de +2%8C+
148F&
• Para regi.ne/ calur./a/
S.n adecuada/ l./ ti./ 2%7+4%
2%7+5%&
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+" =ara u'a me>cla %)*? agua destilada mas )*? de ro'(- determi'e el coe@icie'te de
viscosidad"
(po*amos (e: o%(me $e% a*(a $es"i%a$a = 50m%
Volume' de ro' )*ml.
; esi$a$ $e% a*(a = masa/o%(me = 1.000*/
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9a le :ueda 0.r)ulada del /iguiente ).d.
D.nde V e/ el =.lu)en del lí:uid. :ue circula en la unidad de tie). t > v )edia la
=el.cidad )edia del ;uid. a l. larg. del e
R e/ el radi. intern. del tu,.> p e/ la caída de re/ión entre l./ d./ eBtre)./> e/
la =i/c./idad diná)ica L la l.ngitud caracterí/tica a l. larg. del e de/arr.llada en el ca). de la
idráulica :ue .r l. de)á/ e/ =álida ara t.d./ l./ ti./ de ;u a artir de la caa lí)ite
aderida al cuer.& Se a c.)r.,ad. eBeri)ental)ente> :ue la re/ultante de e/ta/
0uer?a/ e/ una 0unción de la ri)era .tencia de la =el.cidad relati=a& Para el ca/. de
una e/0era> la eBre/ión de dica 0uer?a /e c.n.ce c.). la 0ór)ula de St.Ee/&
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http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Darcy-Weisbachhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Darcy-Weisbachhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad
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D.nde e/ el radi. de la e/0era> = /u =el.cidad la =i/c./idad del ;uid.&
&. ( /((,0( D) +'*
!a &alanza de Jo)r6Westp)al es un dispositivo como el esquematizado en la Ligura #" * se emplea
para la medida de densidades de líquidos. 0n esencia" consta de un pie fi+o" aunque regula&le en
altura ,V" * del canastrón" una &arra con dos &razos desiguales separados por una cuc)illa que
sirve para apo*arla en el pie fi+o ,L. 0l &razo largo est1 provisto de #% muescas numeradas del # al
#% * regularmente distri&uidas. De su e/tremo pende" mediante un )ilo delgado ,f" un lastre ,P que
a veces inclu*e un termómetro para medir la temperatura del líquido. Colocado el lastre en el
e/tremo * dando vueltas al tornillo VM" se coloca la &alanza de manera que las puntas del
contrapeso * del soporte caigan enfrentadas. Para completar la &alanza se dispone de un +uego de
cinco +inetillos ,reiters( dos m1s grandes ,S * A que" aunque diferentes en forma * función" tienenel mismo peso" * otros tres m1s peque?os ,B" C * D" cu*os pesos son la d-cima" la cent-sima * la
mil-sima de aquellos"
>espectivamente .Sumergido totalmente el lastre en agua destilada * situado el reiter grande
especial ,S en el e/tremo" la &alanza de&e quedar equili&rada ,densidad relativa" #.%%%%" *a que
el peso del reiter S,que pesa lo mismo que el A contrarresta el empu+e del agua ,a HIC so&re el
lastre , A rVg .
!as muescas en el &razo corresponden pues a d-cimas partes de la unidad. Si la &alanza no est1perfectamente a+ustada" ser1 preciso a+ustarla con muc)o cuidado con lo niveladores V * VN. :na
vez a+ustada la &alanza * sin quitar el reiter que se )a&ía utilizado para a+ustarla" sustituimos el
agua por el líquido cu*a densidad deseemos medir .
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Si el lquido es de mayor densidad que el agua> /erá )a.r el e)u /erá reci/. aGadir
b> c> d al nH)er. de la )ue/ca en la/ :ue /e c.l.can cada un. de
l./ B> C D> re/ecti=a)ente> a/ta re/ta,lecer el e:uili,ri. ueden
).ntar/e =ari./
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