laboratorio de fisicoquimica- viscocidad

8/18/2019 laboratorio de fisicoquimica- viscocidad

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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


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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)


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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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


#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


#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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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


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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% error

E?erie$i" N 1


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


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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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


caudal

Experimento 3)



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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


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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