informe - viscosidad
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
1.0 INTRODUCCION.-En el siguiente informe de laboratorio se presentarán los detalles de la obtención de la viscosidad de los fluidos que en este caso es la Glicerina. El objetivo de este laboratorio es entender el de cómo se obtiene la viscosidad de un líquido de manera empírica que es muy importante para la mecánica de fluidos. Este reporte de laboratorio incluirá un marco teórico, donde se definirán términos y conceptos clave relacionados con la viscosidad. También se presentará el diseño experimental utilizado, esto es, los materiales y los procedimientos realizados durante la experiencia. Por último se presentarán los resultados obtenidos en forma tabular y se plantearán las conclusiones utilizando para ello las formulas explicadas en clase como son el número de Reynolds y la ecuación de Stokes.
2.0 OBJETIVO GENERAL.-
El objetivo principal de este laboratorio es de conocer el método para hallar la viscosidad de los fluidos de manera experimental valiéndonos de los datos obtenidos en el laboratorio y con los cálculos respectivos encontrar dicha viscosidad que nos servirá de gran manera para conocer de mejor manera el curso de Mecánica de Fluidos I y por supuesto para nuestra vida profesional.
El objetivo de este laboratorio es relacionar los resultados experimentales con los modelos teóricos ya establecidos en libros y demostrar la valides de ella.
Hacer uso de tablas de datos en Excel. Aprender a trabajar en grupo con los compañeros.
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICO.-
Encontrar la viscosidad de la Glicerina. Saber cómo se utilizan los instrumentos del laboratorio y específicamente para los instrumentos
necesarios para hallar la viscosidad de la Glicerina.
3.0 MARCO TEORICO.-
La densidad (D)
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.
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Peso específico (γ)
El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen de dicha sustancia en los líquidos, γ puede considerarse constante para las variaciones ordinarias de presión. El peso específico se calcula con la siguiente formula.
= peso (W)/volumen (V)γ
Densidad relativa (Dr.)
la densidad relativa de un cuerpo es un numero adimensional que viene dado por la relación del peso del cuerpo al peso de un volumen igual de una sustancia que se toma como referencia . Los sólidos y líquidos se refieren al agua (a 20·C), mientras que los gases se refiere al aire. se calula con la siguiente formula
4.0 MATERIALES PARA LA PRACTICA DE LABORATORIO
Materiales Cantidad UtilizadaProbeta 1
Termómetro 1Balanza eléctrica
Glicerina 1
Hornilla Eléctrica 1Recipiente Metálico 1
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5.0 PROCEDIMIENTO
primero. Procederemos a hervir el agua en la hornilla eléctrica.
Teniendo mucho cuidado con los cantos calientes.
Segundo:
En el recipiente para calentar el fluido verteremos la glicerina alrededor de mas de la mitad de su volumen, para luego poner en el recipiente de agua hirviendo.
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En el transcurso que se va calentando la glicerina tomemos una temperatura de referencia sea mayor a50 °C luego tomemos datos con la ayuda de la balanza eléctrica.
Luego de la primera tomada de datos (masa y volumen) procedemos a enfriar la probeta en un recipiente con hielo.
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Luego procederemos someterlo a un medio frío con la ayuda del hielo que fue puesto junto al probeta dentro de una jarra ,y de cierto tiempo sacamos la probeta midimos su masa y volumen y luego realizamos esta operación 7veces para obtener datos.
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6.0 DATOS DEL EXPERIMENTO
TEMPERATURA VOLUMEN cm3 PESO53 155 298.340 154 297.738 153 297.334 152 296.531 151 295.129 148 294.725 147 294.5
7.0 ANALIZES DE RESULTADOS:
7.1 DETERMINACION DEL g (GRAVEDAD LOCAL)
FORMULA:
g=gº(Rº/(Rº+h))2
Donde :h=altura sobre el nivel del mar de la unsaac
H=3.365m
g = 9.80665m/s2 (6370km/6370km+3365m)
g = 9.7963m/s2(gravedad local)
7.2 Determinamos del peso, densidad local, densidad absoluta, densidad relativa, peso especifico y relativo del alcohol para los diferentes datos obtenidos.
PARA T1
TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL53 155 298.3
MASA DE LA PROBETA (PP)=106.6
m1(glicerina)=masa-masaprob
mI= 298.3- 106.6 =191.7
DETERMINACION DE LA MASA
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W1 =m1( g) x g ;
W1= 1.879 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D =M/V
D1 =0.1917 kg /155x10−6m3
D1 = 1236.7 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
d = D1/D(AGUA)
d = 1236.7/1000
d =1.2367
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
= g Dγ
1 = g D1 = 9.7963 x(1236.7 γkgm3
)
1 = 12115.08 N/m3γ
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PARA T2
TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL40 154 298.3
m2(glicerina)=masa- masaprob
m2= 297.7 - 106.6 =191.1 gr.
DETERMINACION DEl PESO
W=m2( g)x g ; W2 = m2x g
W2 = 1.872 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D =M2/V
D2 =191.1 X10−3 kg/154x 10−6m3
D2= 1240.9 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
d = D2/D(AGUA)
d = 1240.9 /1000
d =1.2409
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
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= g Dγ
γ2 = g D1 = 9.7963(1240.9 kgm3
)
γ2 = 12156.22 N/m3
PARA T3
TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL38 153 297.3
m3(glicerina)=masa-masa prob
m3= 297.7- 106.6 =190.7 gr.
DETERMINACION DEl PESO
W3 =m3( g) x g ;
W3=1.8602 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D 3=M3/V
D3 =110.8 x 10−3 kg/153 x 10−6m3
D3 = 1246.4 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d3 = D3/D(AGUA)
d 3 =1246.4 /1000
d 3 =1.2464
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
= g Dγ
γ3 = g D1 = 9.7963 X( 1246.4 kgm3
)
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γ3 = 12210.108 N/m3
PARA T4
TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL34 152 296.5
m4(glicerina)=masa- masaprob
m4= 296-106.6 =189.9 gr.
DETERMINACION DEl PESO
W4 =m4( g) x g ;
W4= 1.8603 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D =M4/V
D4 =189.9X10−3 kg/152 x 10−6m3
D4= 1249.342 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
d = D4/D(AGUA)
d = 1249.342 /1000
d =1.249342
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
= g Dγ
4 = g D1 = 9.7963(γ 1249.342 kgm3
)
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4 = 12238.9 N/m3γ
PARA T5
TEMPERATURA VOLUMEN MASA31 151 295.1
m5(ALCOHOL)=masa-masaprob
m5= 295.1- 106.6=188.5 gr.
DETERMINACION DEL PESO
W5 =m5( g) x g. ;
W5= 1.8466 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D =M5/V
D5 = 188.5 x 10−3kg/151x 10−6m3
D5= 1248.344 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
d = D5/D(AGUA)
d = 1248.344 /1000
d =1.248344
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
= g Dγ
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5 = g D1 = 9.7963 x (γ 1248.344 kgm3
)
5 = 12229.152 N/γ m3
PARA T6
TEMPERATURA VOLUMEN MASA TOTAL29 148 295
M6(glicerina)=masa-masaprob
W6= 294.7- 106,6 =188.1 gr.
DETERMINACION DEL PESO
W6 =m6( g) x g
W6=1.8426 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D =M6/V
D6=188.1 x 10−3 kg/148 x 10−6m3
D6= 1270.946 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
d = D6/D(AGUA)
d = 1270.946 /1000
d =1.270946
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
= g Dγ
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γ6= g D1 = 9.7963 x (1270.946 kgm3
)
γ6 = 12450.568 N/m3
PARA T7
TEMPERATURA VOLUMEN MASA25 147 294.5
m6(ALCOHOL)=masa-masaprob
W7= 294.5 - 106.6=187.9 g
DETERMINACION DEL PESO
W7 =m7( g) ;
W7= 1.84072 N
DETERMINACION DE LA DENSIDAD ABSOLUTA (D)
D =M7/V
D7=187.9 x 10−3 kg/147 x 10−6m3
D7= 1278.231 kgm3
DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA (d)
d = D/D(AGUA)
d = D7/D(AGUA)
d =1278.231 /1000
d = 1.278231
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO( )γ
= g Dγ
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γ7 = g D1 = 9.7963 x (1278.231 kgm3
)
γ7 = 12521.934 N/m3
8.0 DIAGRAMA DE TEMPERATURA VERSUS DENSIDAD
TEMPERATURA DENSIDAD
53 1236.7
40 1240.9
38 1246.4
34 1249.342
31 1248.344
29 1270.946
25 1278.231
20 25 30 35 40 45 50 551210
1220
1230
1240
1250
1260
1270
1280
1290
1236.71240.9
1246.4
1249.3421248.344
1270.9461278.231
f(x) = − 1.4017857545045 x + 1303.04420551802
GRAFICA DE DENSIDAD VS TEMPERATURA
Series2Linear (Series2)Linear (Series2)
TEMPERATURA
DEN
SIDA
D
CONCLUSIONES:
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Aprendimos a usar correctamente los instrumentos, para los próximos laboratorios y adquirir experiencia.
Estamos en la capacidad de hacer cualquier otro ensayo de laboratorio de fluidos
Aprender a obtener densidades a partir procesos de laboratorio de manera fácil.
Aprender a utilizar tablas de datos con aplicaciones en la predicción de densidades.
Vimos que cuando aumentaba la temperatura, la glicerina es menos viscoso y a medida que disminuía la temperatura era más viscoso.
Se observó que durante el proceso de calentamiento que el volumen de la glicerina aumento notoriamente y que en forma inversa al momento de enfriarle este fluido disminuía su volumen.
Aparentemente hubo cambios en las masa y en el volumen pero ocurrió eso debido al aumento en la temperatura y a la evaporación de la glicerina que a medida que paso el tiempo del ensayo con el alcohol, este se evaporo generando pérdida de masa, peso y volumen y debido a esos cambios fue que la densidades experimentales y con la formula cambiaron sustancialmente como también las gráficas.
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