VISCOSIMETRIAFISICOQUIMICAKenny Moreno1, Mnica Torres2, William Cendales2Biologa, Ingeniera Ambiental Y Sanitaria, Universidad De La Salle.

Resumen: En el laboratorio de viscocimetra se pretende demostrar la forma en la que vara la viscosidad del yogurt a distintas temperaturas, demostrando que esta permite que la viscosidad de un fluido aumente o disminuya. Objetivos: Medir la viscosidad del yogurt a diferentes temperaturas.Conclusin: La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura, debido a que la temperatura disminuye la fuerza de cohesin entre las molculas.

PALABRAS CLAVE: Viscosimetria, Temperatura.

1. IntroduccinLa prctica de viscosidad es una prctica muy importante en el sentido industrial debido a que esta se fundamenta mucho en leyes fsicas y qumicas que nos permite entender porque tal compuesto es ms espeso que otro, o porque un compuesto es utilizado como lubricante, etc. El saber cuan viscoso es una solucin nos permite saber por ejemplo su peso molecular, es decir podemos determinar el peso molecular de una solucin desconocida gracias al mtodo de viscosidad. El poder estudiar la viscosidad de una sustancia nos ayuda a concluir cuanto vara con respecto a la temperatura, si es ms viscoso o menos viscoso, etc.

1. Marco TericoLa viscosidad depende de las fuerzas de cohesin y la rapidez de la transferencia de cantidad de movimiento entre molculas. En un lquido las fuerzas de cohesin son ms grandes que en un gas debido a que las molculas se encuentran ms prximas entre s.Al incrementarse la temperatura a un lquido, la cohesin disminuye y por lo tanto, tambin lo hace la viscosidad. En los gases es diferente, pues, en estos las molculas estn ms separadas entre s, por lo cual la viscosidad depende en mayor grado de la rapidez de transferencia de cantidad de movimiento, la cual, al aumentar temperatura tambin aumenta, es decir aumenta la viscosidad.

Los lquidos newtonianos fluyen como si ellos estuvieran separados en capas, deslizndose unasobre la otra.La viscosidad es una propiedad de los fluidos que le otorgan un comportamiento nico cuando se encuentra almacenado o en movimiento dentro de un sistema. Es importante reconocer e identificar qu tipo de fluidos se estn manejando de acuerdo al fin que se le quiere dar. Generalmente, los fluidos se dividen en newtonianos y no newtonianos.

Fuerza cortanteEs el componente de la fuerza tangente a la superficie de aplicacin de la fuerza; y esta fuerza dividida por el rea de aplicacin es lo que se denomina esfuerzo cortante promedio sobre el rea. El fluido en el rea fluye a la nueva posicin a, b, c, d con cada partcula del fluido en movimiento paralelo a la placa variando la velocidad de modo uniforme desde cero en la placa estacionario hasta U en la placa superior.

Los experimentos demuestran que es el factor de proporcionalidad e incluye el efecto del fluido en particular.

T=

U/Y es la rapidez de deformacin angular o sea velocidad de decrecimiento de ngulo. El gradiente de velocidad tambien puede visualizarse como la rapidez con la que una carpa se mueve en la relacin con una capa adyacente.

La forma diferencial de la ecuacin anterior:

F= (

Es la ecuacin de una lnea recta y representa la relacin entre el esfuerzo cortante y la rapidez de la deformacin angular para el flujo adimensional de un fluido.

El factor de proporcionalidad se denomina viscosidad del fluido y la ecuacin de la ley de viscosidad de newton.

Los fluidos se pueden clasificar en: Fluidos Newtonianos y no newtonianos.

Fluido Newtoniano: Es aquel en el que la viscosidad permanece constante e independiente a la velocidad de tensin cortante y del tiempo de aplicacin de la misma. Cuando hay una relacin lineal constante entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la velocidad de deformacin resultante.

Fluido no Newtoniano: Tiene viscosidad que varan con la velocidad de tensin cortante o bien con el tiempo de aplicacin de la misma. Hay una relacin no lineal entre la magnitud del esfuerzo cortante aplicado y la rapidez de deformacin angular.

Viscosidad absoluta o dinmica ( : La viscosidad absoluta o dinmica es de las propiedades ms importantes de un fluido cuando se trate del estudio del movimiento del fluido. Se define como la propiedad del fluido en virtud de la cual este ofrece resistencia a la tensin de cortadura. Este comportamiento examinando las causas de la viscosidad. La resistencia de un fluido al corte depende de su cohesin y de su rapidez de transmisin de cantidad de movimiento de sus molculas.

=((

DimensionesF/A= T=F.L-1U=L.T-1Y=L

Las unidades CGS para son el Poisse (dinas/cm2) y para el SI ser N-s/ m2

Viscosidad cinemtica. )

Sus unidades son los Stokes cm2/s

La temperatura afecta el coeficiente de viscosidad. El efecto de la temperatura en la viscosidad de los lquidos est dado por la ecuacin.

=Dnde:A= Constante

1. Metodologa

1. Resultados

R2R3

RPM%Viscosimetria RPM%Viscosimetria

1060,76065,73097,66592,7

660,710172062,38442,9

575,6151211245,47572

480,2160371066,91114

371,817939632,810932

2,551,626613539,615822

245,822888439,619005

1,545,82288833819005

126,6265692,53824648

0,626,626569230,824648

0,526,6265691,530,830322

0,326,626569122,730322

0,622,730322

0,522,730322

0,322,730322

Fuente (Autores)

R5R6

RPM%Viscosimetria RPM%Viscosimetria

100823271,910033,73369,2

6066,64435,36027,24541,9

5062,44998,25025,56831,4

3050,56728,43020,58690,6

2042,88564,52014,111793

1234,6115281217,411761

1018,2127821014,113155

620,412155613,214533

520,41634259,818883

413,21634247,618883

313,21759237,620094

2,513,8175922,5520094

213,8276682520094

1,513,8276681,5520094

113,8276681520094

0,613,8276680,6520094

0,513,8276680,5520094

0,313,8276680,3520094

Fuente (Autores)

R7

RPM%Viscosimetria

1008,93540,8

606,84630,8

506,55234,3

305,37064,3

204,59057

12413229

103,915191

63,815020

52,923599

42,928366

32,831831

2,5231831

2231831

1,5231831

1231831

0,6231831

0,500

0,300

Fuente (Autores)

R4RPM 20

TC%Torque (mpa.s)

20,590,49052,2

36,1858404,4

40,363,96307,3

47,257,45425

50,148,54787,8

Fuente (Autores)

Tabla No. 1. Tabla de calibracin del yogurt

RPM% TORQUEVISCOSIDAD

R3371,817939

480,216037

575,615121

660,71017

R41066,91114

1245,47572

2062,38442,9

3097,66592,7

R53050,56728,4

5062,44998,2

6066,64435,3

100823271,9

R63020,58690,6

5025,56831,4

6027,24541,9

10033,73369,2

R7305,37064,3

506,55234,3

606,84630,8

1008,93540,8

Fuente (Autores)

1. Graficos

Fuente (Autores)

Fuente (Autores)

ln 1/T

8,470,019

8,60,0211

8,750,0248

9,030,027

9,110,048

Fuente (Autores)

Fuente (Autores)

1. Anlisis de resultados

Dado los grficos anteriores especialmente el grafico de yogurt el cual es el ln de la viscosidad y 1/T podemos concluir que es un fluido no newtoniano, lo cual quiere decir que es un fluido cuya viscosidad si vara con la temperatura y la tensin cortante que se le aplica. Esto quiere decir que la sustancia (yogurt) no tiene una viscosidad definida .Adems cabe resaltar que todo est relacionada directamente con el volumen que ocupa la macromolcula en solucin. A medida que el peso molecular es mayor la macromolcula ocupar mayor volumen y su viscosidad ser mayor. Esto se debe a que las macromolculas del yogurt adquieren una conformacin o agrupacin con respecto a la temperatura.

1. Conclusiones

1. La viscosidad permite determinar y clasificar si los fluidos son newtonianos o no newtonianos, es decir se pueden clasificar segn su esfuerzo tangencial o cortante.1. Entre ms densa es una sustancia, es ms viscosa, lo cual permite identificar de manera clara las propiedades y caractersticas de los fluidos, para conocer su utilidad. 1. La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura, debido a que la temperatura disminuye la fuerza de cohesin entre las molculas.

1. Bibliografa

1. http://procesosbio.wikispaces.com/Viscosidad?showComments=11. http://www3.nd.edu/~msen/MecFl.pdf1. http://www.ecured.cu/index.php/Viscosidad1. http://www.viscosimetro-de-proceso.es/bonjour-tout-le-monde/

1. Preguntas de Investigacin.

1. Nombre cinco fluidos newtonianos y no newtonianos.

1. Fluidos Newtonianos: agua, aire, gasolina, aceite, glicerina.1. Fluidos no newtonianos: Suspensiones coloidales, pulpa de papel en agua, sangre, miel, soluciones polimricas.

1. Cmo influye la temperatura en la medicin de la viscosidad en los lquidos?La viscosidad de fluidos es inversamente proporcional a la temperatura del lquido, es decir la viscosidad de un lquido a temperatura ambiente es mayor que de la misma sustancia cuando se encuentre a otra temperatura mayor.

1. Diga cuales podran ser las causas de error en la medicin de la viscosidad por este mtodo: Muy probablemente, uno de los mayores errores que se obtenga al hacer el clculo de la viscosidad por este mtodo es al cronometrar la trayectoria del lquido, ya que el ojo humano comete errores al observar durante la investigacin

1. Hable sobre los tipos de fluidos que no cumplen con la definicin de fluido pero que pertenecen al grupo de los lquidos: Las sustancias que se encuentran definidos como lquidos pero que no forman parte de los fluidos son las sustancias hiperviscosas, con estructura similar a la de un fluido y se comportan, en algunos casos como un fluido.

ANEXO Aplicacin para la Ingeniera Ambiental Y Sanitaria

Las aplicaciones son diversas. El estudio de la viscosidad es eficaz en cualquier proceso. Permite, segn la industria, optimizar la produccin, la calidad, los costes, el tiempo y la rentabilidad global de un proceso.

En la industria del petrleo y de sus productos derivados, de la energa y del medio ambiente, el viscosmetro ofrece varias gamas de funcionamiento permitindole de ser eficiente tanto con combustible ligero como con asfalto.