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8/18/2019 laboratorio de fisicoquimica- viscocidad
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[VISCOSIDAD]
INDICE
Resumen 2
Introducción 3
Principios teóricos 4
Datos, cálculos y resultados 6
Discusión de resultados 10
Conclusiones 11
Recomendaciones 12
Bilio!ra"#a 13
$ne%o 14
UNMSM | Ing. Metalúrgica 1
8/18/2019 laboratorio de fisicoquimica- viscocidad
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[VISCOSIDAD]
RESUMEN
En esta experiencia veremos la viscosidad del agua para ello veremos de 3 pasos, en el primer experimento usamos una altura de 20cm a una temperatura de 25 °C donde hallamos
n promedio=0 .886 x10−2
P
% error =2.01%
Aquí obtuvimos un de error menor al 5 lo cual nos indica, que si se reali!a la gr"#ica $ vs h,casi la ma%oría de los puntos pasan por esta gr"#ica, mientras que en la gr"#ica $ vs h de losprimeros datos obtenidos sería un ma%or, estando 2 puntos mu% le&os de ella, es por ello que
tomamos los puntos m"s cercanos'
En el segundo determinamos la viscosidad a una altura de 30cm tambi(n a 25°C obteniendo lossiguientes resultados)
n promedio=0 .963 x10−2
P
% error = 2 .74 %
Este resultado es parecido al anterior %a que tiene un error menor al 5, adem"s podemos
observar una relaci*n entre la altura % viscosidad'En el tercero determinamos la viscosidad a una altura de 30 cm % con agua a una temperatura de+0°C donde obtuvimos los siguientes resultados)
n promedio=0 .613×10−2
P
% error = 0.4.13%
Este resultado es el m"s preciso % exacto que se obtuvo en esta pr"ctica %a que el porcenta&e deerror es menor del 5 % si se reali!a la gr"#ica $ vs h, Estos resultados nos permite con#irmar lote*rico %a que al aumentar la temperatura a una misma altura, la viscosidad disminu%e, en la
gr"#ica $ vs h con los primeros datos un valor est" le&os por ello tomamos los cercanos'
os resultados obtenidos son menores al 5 por lo tanto se pudo cumplir con el ob&etivo de estapr"ctica, %a que se pudo determinar la viscosidad a di#erentes temperaturas de 20°C, +0°C %alturas, de la cual se pudo deducir que existe una relaci*n entre el caudal % la altura, de la misma#orma entre la viscosidad % la altura'
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INTRODUCCIÓN
El laboratorio de viscosidad nos sirvi* para poder determinarla mediante #*rmulas con el simplehecho de conocer su temperatura % variaci*n de tama-o, adem"s la viscosidad se mide en lasunidades de poise'
a viscosidad de los gases aumenta con la temperatura. en cambio la viscosidad de los líquidosdisminu%e con la temperatura'
/o es posible estimar te*ricamente las viscosidades para líquidos con exactitud' as viscosidades
de líquidos son a#ectadas dr"sticamente por la temperatura'
El valor de la viscosidad varia ampliamente en los líquidos, en los s*lidos es mu% ín#ima estaresistencia de mol(culas, el caudal que circula por una tubería en r(gimen laminar viene dado por la ecuaci*n de oiseville' Es así que de modo experimental pudimos determinar cada variante %amencionada'
OBJETIVOS
Este laboratorio nos conduce a determinar)
a viscosidad de los líquidos a distintas temperaturas'
1eterminar el caudal de un líquido'
1eterminar la relaci*n de la viscosidad con la temperatura'
a #"cil aplicaci*n de este experimento en un laboratorio'
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PRINCIPIOS TEORICOS
a visosi!"! es la resistencia de una porci*n de un #luido cuando se desli!a sobre otra' Es la#ricci*n interna de las mol(culas' n #luido que no tiene viscosidad se llama #luido ideal, en realidadtodos los #luidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula unaaproximaci*n bastante buena para ciertas aplicaciones'
Es la resistencia de una porci*n de un #luido cuando se desli!a sobre otra es la #ricci*n interna delas mol(culas
ambi(n se conoce como viscosidad din"mica)
#$ = #&'( ' #!v'!)
1*nde)
4A 6 Es#uer!o cortante por unidad de "rea de una capa del #luido
1vd% 6 7radiente de velocidad 8entre capas separadas una distancia % campos develocidad9
a viscosidad de un #luido puede medirse por un par"metro dependiente de la temperatura llamadacoe#iciente de viscosidad o simplemente viscosidad el coe#iciente de viscosidad din"mico,designado como : o ;' En el sistema internacional tenemos que)
6 6
tras unidades) B oise 89 6 B0B a?s 6
El coe#iciente de viscosidad cinem"tica, designado como D, % que resulta ser igual al cociente delcoe#iciente de viscosidad din"mica entre la densidad D 6 ;' En unidades en el sistemainternacional
6
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[VISCOSIDAD]
n 6 viscosidad
ddx 6 gradiente de presi*n entre dos puntos del tubo separados una distancia x'
ara dos puntos del tubo)
DP'! = #P2 P1'5 = !.6.7 ' 5
1*nde)
d 6 densidad del #luido manom(trico
g 6 aceleraci*n de la gravedad
h 6 altura de presi*n manom(trica entre los puntos B % 2 del tubo
6 longitud entre los puntos B % 2 del tubo
Entonces se puede determinar la viscosidad segGn) n 6 8Hr +d'g'h9I$
El r86i9e$ de ,-*o !e ,-*i!os % es cuando un #luido circula segGn capas paralelas se dice que elr(gimen de #lu&o es laminar % se determina calculando un numero adimensional llamado nGmero deJe%nolds'
Re = !vD'$
1*nde)
d 6 densidad del #luido
v 6velocidad del #luido
1 6 di"metro del tubo por donde circula el #luido
n 6 viscosidad
Cuando Je K 2'B00 el #luido circula en r(gimen laminar
Je L 5'000 el r(gimen es turbulento
2'B00 K Je K 5'000 el r(gimen es de transici*n
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D(TOS: C;5CU5OS < RESU5T(DOS
D(TOS
• 1ensidad M2 8d9 ) B grN cm3
•
Jadio del tubo 8r9 ) 0'23 cm• ongitud por donde se despla!a el agua89 ) 32 cm• Aceleraci*n de la gravedad 8g9 ) O'IPB02cms2
Experiencia /°B
(-*r" >"se Te9?er"*r" Tie9?o Vo-*9e$ ∆ h/
#9 #⁰C #s #93=9- #9 #93 's
20 2@ A0
3@ 2.0 A.@
3@ 1. A.42
31@ 1.0 @.2@ 32@ 1.3 @.42
320 1.2 @.33
Experiencia /°2
(-*r" >"se Te9?er"*r" Tie9?o Vo-*9e$ ∆ h/
#9 #⁰C #s #⁰C #9 #93 's
30 2@ A0
400 1. A.A
4A0 1. .A
41@ 1. A.2
4@@ 2.1 .@
41@ 1. A.2
Experiencia /°3
(-*r" >"se Te9?er"*r" Tie9?o Vo-*9e$ ∆ h/
#9 #⁰C #s #⁰C #9 #93 's
20 40 A0
34@ 1.1 @.@
3@ 1.3 A.42400 1. A.A
320 0. @.33
430 1. .1
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[VISCOSIDAD]
C;5CU5OS
C"-*-o !e -" visosi!"!
Experiencia B)
nB)B'05 c n2)B'02c n3)0'Q+ c n+)0'IB c n5)0'RQ c
n promedio)0'IQ c
Experiencia 2)
nB)0'RB c n2)0'I3 c n3)0'I3 c n+)0'I+ c n5)0'II c
n promedio)0'I2 c
Experiencia 3)
nB)0'Q+ c n2)0'QI c n3)0'RB c n+)0'5R c n5)0'I0 c
n promedio)0'QI c
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n=
π r4
d g ∆ h
8QL
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C"-*-o !e -" visosi!"! e$ ,*$i+$ !e -" e9?er"*r"
1atos te*ricos de viscosidad del agua
emperatura8⁰C 9
20 30 +0 50
centipoise 8c9 B'005 0'I00R 0'Q5Q 0'5+O+
Se sabe que) og n 6A TU
• ara una 6 25°C V +0 °C)
og 8B, 005 xB08299 6 A TU20
B'OOI 6 A TU20
og 80, Q5Q xB08299 6 A TU+0
2'BI3 6 A TU+0
enemos dos ecuaciones % dos inc*gnitas por lo tanto resolviendo tenemos)
• A 6 2'3R• U 6 R'+
Estos c"lculos sirven para encontrar los valores de A % U, para luego encontrar la viscosidad acualquier temperatura'
log n=−2.37+7.4/T
5*e6o "-*-"9os -os v"-ores e?eri9e$"-es " -"s e9?er"*r"s !eara 6 25 ⁰Clogn=−2.37+7.4/25
n=0 .843 x 10−2 P
ara 6 +0 ⁰C
logn=−
2.37+7.4
/40
n=0 .653 x10−2
P
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[VISCOSIDAD]
% error
E?erie$i" N 1
n promedio=0 .886 x10−2
P
nteó rico=0 .925 x 10−2
P
error=0.843 x10
−2 P−0 .86 x10−2 P
0.843 x10−3
P=2 .01
E?erie$i" N 2
n promedio=0 .963 x10−2
P
nteó rico=0 .925 x 10−2
P
error=0.843 x10
−2 P−0 .82 x10
−2 P
0 .843 x10−2 P
=2.74
E?erie$i" N 3
n promedio=6 .545 x10(−3)
P
nteó rico=0 .613 x10(−2) P
error=0.653 x10
(−2) P−0 .68 x 10(−2) P
0 .653 x10(−2)
P=4 .13
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DISCUSIÓN DE RESU5T(DOS
os de error obtenidos en los experimentos son)
Experimento B) 2.01
Experimento B) 2.74
Experimento B) 4.13
Estos son con#iables %a que no superan El 5 de error admisible para lWs practicas
Al representa la relaci*n caudal % di#erencias de alturas esta al ser expuesta en un cuadro caudal
vs di#erencias de altura tienden a #ormar un línea recta,esto se debe a que la densidad depende eneste experimento de dos par"metros variables que son el caudal % la di#erencis de alturas, mientrasque los dem"s par"metros son constantes'
Al hacer la gra#ica que relaciona log n vs B' nos damos cuenta que la curva resultante es una
línea recta , como se había mencionado en la practica este comportamiento esta relacionado coneltipo de ragimen del liquido'
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[VISCOSIDAD]
CONC5USIONES
os de error nos indica cuan cerca estmos de un valor verdadero, por esto es imporante tomar
datos precisos en el laboratorio al momento de rali!ar los experimentos'
a di#eencias de alturas % el caudal est"n relacionados directamente proporcional, esto cuando los
dem"s par"metros son constantes de tal manera que su cociente tambi(n es una constate % por lo
tanto se otiene un solo valor de la viscosidad en todos los casos'
Al obtener en la discusi*n de log n vs B una recta esto indica que el liquido es de regimenlaminar El log n vs B va a tender para los líquidos una línea recta'
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RECOMEND(CIONES
os tiempos que se toman en esta practica son datos importantes para la obtenci*n de ls
resultados por eso es importante tomarlos de #orma mas precisa'
Se debe calibrar bien los instrumentos de medici*n
Es pre#erible que para cada lectura de medidas, buscar que sean tomadas la ma%or cantidad de
ci#ras para tener un resultado m"s preciso % no mu% ale&ado del te*rico'
leer el manual del laboratorio a #in de hacer el experimento en el menor tiempo
ara este laboratorio se traba&a con la temperatura así que debemos tomar en cuenta las
condiciones externa al experimento pues estas pueden a#ectar los resultados, adem"s tomar bien
la lectura del term*metro'
bservando los porcenta&es de error podemos ver que obtuvimos buenas medidas hubiese sido
interesante poder ver di#erentes líquidos a di#erentes concentraciones para tener un amplio
conocimiento' Es de gran a%uda reali!ar la pr"ctica con previo conocimiento te*rico del comportamiento de la
viscosidad del #luido que se estudiara'
Jegular la salida de agua para mantener en el man*metro a una di#erencia de presi*n constante' Al registrarse las alturas, para evitar errores, es recomendable tener un determinado detenimiento
para ser lo menos impreciso'
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Bi>-io6r","
4XSXC$YZXCA, Castellan 7uía de aboratorio de #isicoquímica, Xng' S*simo 4ern"nde! 4XSXC $XZXCA, 7aston ons Zu!!o 8BOIR9, Editorial Uru-o' $XZXCA 7E/EJA, editorial lumbreras' $XZXCA 7E/EJA, Chan, Ja%mond' Uiblioteca de Consulta Zicroso#t Corporation Encarta [ 2003200R'
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(NEFOS7r"#ica caudal FS di#erencia de altura)
Experimento B)
0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2
-
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
diferencias de alturas
Caudal
Experimento 2)
1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2370
380
390
400
410
420
430
440
450
460470
diferencias de alturas
caudal
Experimento 3)
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[VISCOSIDAD]
0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
0
100
200
300
400
500
diferencias de alturas
caudal
7r"#ica log n FS B 8valores reales9
temperatura viscosidad n og n B
20'00 0'I+ 2'00 0'05
25'00 0'R5 2'0R 0'0+
30'00 0'QO 2'B2 0'03
35'00 0'Q5 2'BQ 0'03
+0'00 0'Q2 2'BO 0'03
-2.20 -2.15 -2.10 -2.05 -2.00 -1.95
-
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
1/T
log n
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