VISCOSIDAD (miel, leche, aguardiente, aceite de cocina, agua)

I. INTRODUCCION

La necesidad de entender nuestro mundo ha llevado al ser humano a desarrollar nuevas tcnicas que le permitan interpretar mejor los conocimientos que adquiere mediante la observacin, e incluso la tecnologa ha permitido analizar la naturaleza sin la intervencin del hombre. Esto se debe a que el ser humano no tiene la capacidad de medir ciertos fenmenos por sus propias limitaciones.Uno de los parmetros ms importantes a medir dentro de la industria es la viscosidad, la cual adems de ser una variable de gran influencia en las mediciones de flujo de fluidos, se usa como punto de referencia en la formulacin de nuevos productos facilitando la reproduccin de la consistencia de un lote a otro.Para poder medir este parmetro se han desarrollado diversos equipos, cuyo mecanismo determina el alcance que tiene para comparar diversos fluidos. Dicho mecanismo puede ser simple o muy complejo, lo que a su vez determina su precio en el mercado. Las principales diferencias entre los viscosmetros que existes son: tcnica empleada, exactitud, automatizacin, atemperacin, precio.El viscosmetro de cada de bola emplea una tcnica muy simple; sin embargo es muy exacta en comparacin con otros dispositivos y es ms fcil de utilizar. Su principal desventaja radica en que la medicin de la viscosidad depende de la intervencin humana, pues el tiempo de cada de la bola se determina mediante un cronometro manual y las capacidades visuales del observador. Otra desventaja que tiene este medidor (e incluso otros viscosmetros que emplean una tcnica diferente) es que no cuenta con una conexin hacia la computadora ni el programa que permita analizar e interpretar los resultados obtenidos, lo cual es muy importante dentro de la investigacin y el desarrollo de la ciencia.

II. OBJETIVOS Objetivo General

Encontrar la viscosidad de miel, leche, aguardiente, aceite de cocina, agua mediante el mtodo de cada de bola.

Objetivo Especficos

Utilizar la Ley de Stoke para hallar la viscosidad correspondiente para cada fluido Hallar la velocidad que recorre la bola (canica) en cada fluido Realizar el montaje de un viscosmetro de cada de bola Determinar la viscosidad de diferentes lquidos alimenticios

III. MATERIALES

Termmetro Bureta Cronometro Balanza Vaso precipitado Cocina elctrica Canicas Leche fresca Miel Aguardiente Agua

IV. MARCO TEORICOLos fluidos son sustancias capaces de fluir y que se adaptan a la forma de los recipientes que los contienen. La rama de la mecnica que estudia su comportamiento, ya sea en reposo o en movimiento, constituye lo que se conoce como la Mecnica de Fluidos y la Hidrulica. En el desarrollo de los principios tericos de la mecnica de fluidos, algunas de las propiedades de los fluidos juegan un papel de gran importancia, mientras que otras influyen poco o nada. En la esttica de fluidos, el Peso Especfico es la propiedad ms importante, mientras que en el flujo de fluidos, la densidad y la viscosidad son las que predominan.

Es muy importante conocer el manejo de los distintos equipos, utilizados para la medicin exacta de cada una de las propiedades que tienen los cuerpos. Para ello, la relacin entre una magnitud fsica, dimensiones y la unidad usada para cuantificarla deben ser muy bien entendidas.

Cuando se utilizan dos mtodos diferentes para determinar una propiedad del Fluido, es posible que se obtengan resultados diferentes. Es importante hallar el porcentaje de error al utilizar un mtodo, comparado con otro patrn con el objeto de aceptar o no su validez, teniendo en cuenta el rango de aceptacin.

V. PROCEDIMIENTO

Viscosmetro de cada de bola: Cuando un cuerpo cae en un fluido bajo la influencia de la gravedad, se acelera hasta que su peso queda balanceando por la fuerza de flotacin y la fuerza de arrastre viscosa que acta hacia arriba, esta velocidad se conoce como velocidad Terminal el viscmetro de cada de bola utiliza este principio, haciendo que una bola esfrica caiga libremente a travs del fluido y midiendo el tiempo requerido para que esta recorra una distancia conocida.Determinacin de la viscosidad con el viscosmetro de cada de bola:Se determin la viscosidad de diferentes fluidos (miel, leche, aguardiente, aceite de cocina, agua.) Con una esfera de vidrio (canica) midiendo el tiempo en el que la esfera de vidrio (canica), tardaba en caer. La parte experimental consisti en utilizar una probeta de 100mL llena del fluido en estudio, en la que se tom una distancia de 20cm (probeta). Posteriormente, se dej caer una bola desde una marca superior especificada, hasta una marca inferior, midindose el tiempo que demora en pasar la bola entre las dos marcas especificadas. Con el tiempo medido y la distancia se hall la velocidad limite que recorri la bola en cada fluido; Conociendo adems el radio y la densidad de la esfera, y las densidades de los tres fluidos en estudio.

Esfera (canica)

Probeta20 cm

Fluido (miel, leche, aguardiente, aceite de cocina, agua.)

AGUA (Temperatura ambiente)

1.- Con ayuda de una regla se midi el dimetro de la bola que se utiliz (canica).

2.- Se us una probeta como viscosmetro basndose en la cada de una bola (canica) y se midi una altura de 20 cm, se coloc el agua a temperatura ambiente.3.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.

AGUA a 60 C

2.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.1.- Se calent el fluido en este caso agua

ACEITE a temperatura ambienteUtilizando la misma bola (canica):

1.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.1.- Se us una probeta como viscosmetro basndose en la cada de una bola (canica) y se midi una altura de 20 cm, se colocaron diferentes fluidos.

ACEITE a 60C1.- Se calent el aceite hasta 60 C.

2.- Con el aceite a una temperatura de 60 C se dej caer la canica hasta la marca en la parte inferior de la probeta midindose el tiempo con un cronometro.

AGUARDIENTE a temperatura ambiente1.- Se us una probeta como viscosmetro basndose en la cada de una bola (canica) y se midi una altura de 20 cm, se colocaron diferentes fluidos.

2.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.

AGUARDIENTE a 60 C1.-Se calent el aguardiente a 60 C.2.-Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.

LECHE a temperatura ambiente2- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.1.- Se us una probeta como viscosmetro basndose en la cada de una bola (canica) y se midi una altura de 20 cm. y se coloc la leche

LECHE a 60 C2.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.1.- Se calent la leche a 60 C

v

Miel a temperatura ambiente1.- Se us una probeta como viscosmetro basndose en la cada de una bola (canica) y se midi una altura de 20 cm. y se coloc la leche

2.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.

MIEL a 60 C

1.- Se calent la miel a 60 C

2.- Con la ayuda de un cronometro se midi el tiempo en el que la canica llego a la marca en la parte inferior de la probeta.

VI. RESULTADOS

Viscosidad del aguaPara poder hallar la viscosidad del agua se midi el tiempo en el que la esfera llegaba a la marca situada en la parte baja de la probeta hacindose 4 repeticiones, tambin se midi la densidad del agua y la densidad de la esfera que se utiliz.Tiempo que demoro la esfera en llegar a la marca Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

10.43

20.46

30.47

40.44

Promedio =0.45

Densidad del aguaPara hallar la densidad del agua se tom 100 ml de la misma y se pes dando como resultado 100 gAplicando la frmula de la densidad: DENSIDAD =

Densidad de la esfera Volumen de la esfera Se hall el volumen de la esfera para poder conocer su densidad usando la siguiente ecuacin.

Peso de la esfera Se pes la esfera en la balanza y el resultado fue 5.813.

Por ltimo se encontr la densidad de la esfera dividiendo la masa de la esfera entre el volumen de la misma.Densidad:

Viscosidad del agua Luego de encontrar los tiempos que demoraba la esfera en llegar a la marca situada en la parte baja de la probeta, la densidad del agua y la densidad de la esfera se procedi a encontrar la viscosidad del agua con la frmula de stoke.

r = Es el radio de la esfera (canica) usadag = Es la gravedadT = Es el tiempo que demora la esfera e llegar a la marca que se encuentra en la parte inferior de la probeta.L = Es la longitud desde la primera marca de donde se suelta la esfera hasta la segunda marca situada en la parte inferior de la probeta utilizada la cual es de 20 cm.Utilizando la ecuacin mencionada se encontr la viscosidad del agua a una temperatura de 29 grados centgrados.

u = 0.72 a 29 C

Para el agua a una temperatura de 60 CSe us la misma frmula de stoke para encontrar la viscosidad:Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

10.37

20.38

30.23

40.43

Promedio =0.353

u = 0.565 a 60 C

Viscosidad de la leche A temperatura ambientePara poder hallar la viscosidad de la leche se midi el tiempo en el que la esfera llegaba a la marca situada en la parte baja de la probeta hacindose 4 repeticiones, tambin se midi la densidad del agua y la densidad de la esfera que se utiliz.Tiempo que demoro la esfera en llegar a la marca Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:

RepeticionesTiempo

10.59

20.44

30.45

40.38

Promedio =0.465

Densidad de la lechePara hallar la densidad de la leche se tom 100 ml de la misma y se pes dando como resultado 103 gAplicando la frmula de la densidad: DENSIDAD =

Densidad de la esfera Volumen de la esfera Se hall el volumen de la esfera para poder conocer su densidad usando la siguiente ecuacin.

Peso de la esfera Se pes la esfera en la balanza y el resultado fue 5.813.Por ltimo se encontr la densidad de la esfera dividiendo la masa de la esfera entre el volumen de la misma.Densidad:

Viscosidad de la lecheLuego de encontrar los tiempos que demoraba la esfera en llegar a la marca situada en la parte baja de la probeta, la densidad de la leche y la densidad de la esfera se procedi a encontrar la viscosidad de la leche con la frmula de stoke.

r = Es el radio de la esfera (canica) usadag = Es la gravedadT = Es el tiempo que demora la esfera e llegar a la marca que se encuentra en la parte inferior de la probeta.L = Es la longitud desde la primera marca de donde se suelta la esfera hasta la segunda marca situada en la parte inferior de la probeta utilizada la cual es de 20 cm.

Utilizando la ecuacin mencionada se encontr la viscosidad de la leche es:

u = 0.749 Para la leche a una temperatura de 60 CSe us la misma frmula de stoke para encontrar la viscosidad:Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

10.33

20.40

30.44

40.37

Promedio =0.39

u = 0.62

Viscosidad del aguardienteA temperatura ambientePara poder hallar la viscosidad del aguardiente se midi el tiempo en el que la esfera llegaba a la marca situada en la parte baja de la probeta hacindose 4 repeticiones, tambin se midi la densidad del aguardiente y la densidad de la esfera que se utiliz.Tiempo que demor la esfera en llegar a la marca Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:

RepeticionesTiempo

10.39

20.73

30.82

40.60

Promedio =0.635

Densidad de la lechePara hallar la densidad del aguardiente se tom 100 ml de la misma y se pes dando como resultado 80 gAplicando la frmula de la densidad: DENSIDAD =

Densidad de la esfera Volumen de la esfera Se hall el volumen de la esfera para poder conocer su densidad usando la siguiente ecuacin.

Peso de la esfera Se pes la esfera en la balanza y el resultado fue 5.813.Por ltimo se encontr la densidad de la esfera dividiendo la masa de la esfera entre el volumen de la misma.Densidad:

Viscosidad del aguardienteLuego de encontrar los tiempos que demoraba la esfera en llegar a la marca situada en la parte baja de la probeta, la densidad del aguardiente y la densidad de la esfera se procedi a encontrar la viscosidad del aguardiente con la frmula de stoke.

r = Es el radio de la esfera (canica) usadag = Es la gravedadT = Es el tiempo que demora la esfera e llegar a la marca que se encuentra en la parte inferior de la probeta.L = Es la longitud desde la primera marca de donde se suelta la esfera hasta la segunda marca situada en la parte inferior de la probeta utilizada la cual es de 20 cm.Utilizando la ecuacin mencionada se encontr la viscosidad del aguardiente es:

u = 1.10Para el aguardiente a una temperatura de 60 CSe us la misma frmula de stoke para encontrar la viscosidad:Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

10.37

20.46

30.34

40.45

Promedio =0.40

u = 0.69

Viscosidad del aceite de cocinaA temperatura ambientePara poder hallar la viscosidad del aceite de cocina se midi el tiempo en el que la esfera llegaba a la marca situada en la parte baja de la probeta hacindose 4 repeticiones, tambin se midi la densidad del aceite de cocina y la densidad de la esfera que se utiliz.Tiempo que demor la esfera en llegar a la marca Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:

RepeticionesTiempo

10.77

20.62

30.55

40.92

Promedio =0.715

Densidad del aceite de cocinaPara hallar la densidad del aceite de cocina se tom 200 ml de la misma y se pes dando como resultado 180 gAplicando la frmula de la densidad: DENSIDAD =

Densidad de la esfera Volumen de la esfera Se hall el volumen de la esfera para poder conocer su densidad usando la siguiente ecuacin.

Peso de la esfera Se pes la esfera en la balanza y el resultado fue 5.813.Por ltimo se encontr la densidad de la esfera dividiendo la masa de la esfera entre el volumen de la misma.Densidad:

Viscosidad del aceite de cocinaLuego de encontrar los tiempos que demoraba la esfera en llegar a la marca situada en la parte baja de la probeta, la densidad del aceite de cocina y la densidad de la esfera se procedi a encontrar la viscosidad del aceite de cocina con la frmula de stoke.

r = Es el radio de la esfera (canica) usadag = Es la gravedadT = Es el tiempo que demora la esfera e llegar a la marca que se encuentra en la parte inferior de la probeta.L = Es la longitud desde la primera marca de donde se suelta la esfera hasta la segunda marca situada en la parte inferior de la probeta utilizada la cual es de 20 cm.Utilizando la ecuacin mencionada se encontr la viscosidad del aceite de cocina es:

u = 1.20Para el aceite de cocina a una temperatura de 60 CSe us la misma frmula de stoke para encontrar la viscosidad:Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

10.38

20.46

30.45

40.50

Promedio =0.447

u = 0.75

Viscosidad de la mielA temperatura ambientePara poder hallar la viscosidad de la miel se midi el tiempo en el que la esfera llegaba a la marca situada en la parte baja de la probeta hacindose 4 repeticiones, tambin se midi la densidad de la miel y la densidad de la esfera que se utiliz.Tiempo que demor la esfera en llegar a la marca Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

110.8

29.39

310.45

49.34

Promedio =9.995

Densidad de la mielPara hallar la densidad de la miel se tom 200 ml de la misma y se pes dando como resultado 180 gAplicando la frmula de la densidad: DENSIDAD =

Densidad de la esfera Volumen de la esfera Se hall el volumen de la esfera para poder conocer su densidad usando la siguiente ecuacin.

Peso de la esfera Se pes la esfera en la balanza y el resultado fue 5.813.Por ltimo se encontr la densidad de la esfera dividiendo la masa de la esfera entre el volumen de la misma.Densidad:

Viscosidad de la mielLuego de encontrar los tiempos que demoraba la esfera en llegar a la marca situada en la parte baja de la probeta, la densidad de la miel y la densidad de la esfera se procedi a encontrar la viscosidad de la miel con la frmula de stoke.

r = Es el radio de la esfera (canica) usadag = Es la gravedadT = Es el tiempo que demora la esfera e llegar a la marca que se encuentra en la parte inferior de la probeta.L = Es la longitud desde la primera marca de donde se suelta la esfera hasta la segunda marca situada en la parte inferior de la probeta utilizada la cual es de 20 cm.Utilizando la ecuacin mencionada se encontr la viscosidad del aceite de cocina es:

u = 14.4Para el aceite de cocina a una temperatura de 60 CSe us la misma frmula de stoke para encontrar la viscosidad:Se realizaron 4 repeticiones lo datos se muestran a continuacin:RepeticionesTiempo

12.21

22.85

33.54

43.59

Promedio =3.04

u = 4.38

VII. CONCLUSIONES

Finalmente, se concluye que a medida que la densidad aumenta, el tiempo aumenta y la velocidad lmite disminuye, por lo tanto entre mayor es la densidad mayor es la viscosidad, tal como se observa en la miel, en comparacin con el agua y la leche.La experiencia presento un margen de error aceptable, al comparar las viscosidades experimentales con las viscosidades tericas.

Segn los resultados obtenidos para la viscosidad experimental podemos deducir que el mtodo empleado ecuacin de stoke para su determinacin resulta un tanto efectivo, ya que los errores obtenidos son relativamente aceptables y sencillo para determinar la viscosidad dinmica de un fluido.

VIII. RECOMENDACIONESUtilizar en el viscosmetro un pasador en la probeta para dejar caer la bola.

Cambiar el gancho para recoger la bola por otro sistema ms adecuado que afecte menos en los resultados de la experiencia.

Asegurarse de que no se introduzcan vibraciones al sistema mediante algn movimiento brusco de la mesa, que puede ser producido accidentalmente por los estudiantes.

IX. BIBLIOGRAFIA

http://www.academia.edu/7535910/Medida_dela_viscosidad_de_un_fluido_mediante_un_simulados._Laboratorio_de_Fisica http://www.construaprende.com/docs/lab/328-practica-viscosidad-fluidos https://civilyedaro.files.wordpress.com/2013/09/guia-de-labor-fluidos-i.pdf Apuntes de clase

ANEXO

Agua y aceite ambos son lquidos que tienen viscosidad.Viscosidad: resistencia a las deformacionesTangenciales

MATERIALES USADOS

BalanzaVaso de precipitado

LecheMielAceite

3