laboratorio 6

TENSION SUPERFICIAL

Laboratorio de Física II

Profesor : Mauro Quiroga

Informe : N° 06

Grupo : 4

Integrantes:

1.Abrigo Aguilar Omar Fernando

. Horario : 20:00 a 21:30

Viernes, 28 de Febrero del 2014Aula: D-403

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU -UTP

VISCOSIDAD

1.-OBJETIVOS:

Medir el coeficiente de viscosidad de líquidos por el método de Stokes

2.-EQUIPOS Y MATERIALES:

*Una (01) probeta graduada de 250 mL de ricino

*Una (01) Regla o wincha métrica.

*Un (01) Micrómetro o Vernier (Pie de Rey)

*Diez (10) esferas de vidrio (de 15 mm de diámetro

aproximadamente) ó

*Veinte esferas de acero (de 3 a 6 mm de diámetro

aproximadamente)

*Una (01) Balanza de tres brazos marca OHAUS

*Un (01) cronómetro digital

*Un (01) Termómetro

*Un (01) recipiente de plástico

*Dos (02) ligas (a usar como marcadores)

3.-FUNDAMENTO TEORICO:

Cuando un cuerpo cae a través de un fluido viscoso, su velocidad

varía hasta el momento en que las fuerzas (debido a la

viscosidad y a la gravedad) se equilibran y su movimiento se

hace uniforme.

Experimentos de ondas, fluidos y calor

Stokes demostró que para una esfera de radio r que se mueve

lentamente en un fluido cuyo coeficiente de viscosidad es n, la

fuerza de resistencia al movimiento o de viscosidad es

aproximadamente:

LABORATORIO DE FISICA II Página 2


El coeficiente N, depende de la fricción interna del fluido y su

unidad en el Sistema Internacional es N s / m2 o kg / m s, esta

unidad cuando se expresa en g / cm s , se denomina poise ( P ).

En consecuencia, la ecuación del movimiento para una esfera que

cae dentro de un líquido viscoso es:

Donde:

m.g : es la fuerza debido a la gravedad

Mf.g : es la fuerza de empuje que ejerce el líquido.

La velocidad de la esfera inicialmente va aumentando y por

consiguiente también la fuerza de viscosidad aumenta, de tal

forma que luego de cierta distancia, la fuerza total se anula y el

movimiento se hace uniforme. A partir de este momento la

esfera continuará moviéndose con una velocidad constante,

llamada velocidad límite, dada por:

en términos de las densidades P y P ‘ de la esfera y

del líquido respectivamente, la ecuación (3) tiene la forma

de donde obtenemos el coeficiente de viscosidad



En la tabla Nº 1 se muestran algunos coeficientes de viscosidad (g . cm-1. s-1)

Figura Nº 1: Fuerzas que actúan en un cuerpo que cae dentro de un fluido

TABLA Nº 1

Coeficientes de viscosidad (g. cm-1. s-1) vs Temperatura

T ( ºC ) 0 5 10 15 20 25 30 37

Agua

Glicerina

Aceite de ricino

Sangre normal

Plasma

sanguíneo

Aceite motor

(SAE10)



P glicerina = 1.26x10+3 kg/m3.

4.-PROCEDIMIENTO:

1.-Mida la masa y el diámetro de las esferas usadas.



2.-Determine la densidad promedio de las esferas y regístrela en

la Tabla Nº 2

3.-Mida la masa de la probeta.

4.-Llene la probeta de base ancha con el líquido hasta 5 cm por

debajo del borde superior.

5.-Mida la masa de la probeta con el líquido. Por diferencia

calcule la masa del líquido y regístrela en la Tabla Nº 2.



6.-Determine la densidad del líquido y regístrela en la Tabla Nº 2.

7.-Usando las ligas coloque dos marcas en la probeta, uno

próximo a la base y otra entre 6 a 10 cm por debajo del nivel de

líquido. Anote la distancia entre las dos marcas y registre ese

dato en la Tabla Nº 3.



8.-Limpiar las esferas, dejar caer una a una dentro de la

probeta en el centro de la misma.

9.-Mida el tiempo que tardan las esferas en recorrer la distancia

entre las dos marcas y determine la velocidad límite, registre

sus datos en la Tabla Nº 3.

10.-Mida la temperatura del líquido como referencia.

Complete las siguientes tablas:

TABLA Nº 2

Registro de datos de la esfera y del líquido

Temperatura:

Masa

(g)

Diámetro

(cm)

Volumen

(cm3)

Densidad (g

/cm3)

Esfera



Líquido

TABLA Nº 3

Registro del tiempo para la distancia recorrida entre las dos marcas

Distancia entre las dos marcas d =

Tiempo

(s)

Promedio t =

Coeficiente

de viscosidad n=

Devuelva todos los materiales seco y ordenadamente, la mesa de

trabajo debe quedar limpio y seco.

5.-CUESTIONARIO:

¿Cuál de los datos contribuye más a la incertidumbre en el

resultado del coeficiente de viscosidad?

¿Compare su resultado con otros valores de tablas, discuta.

¿La ley de Stokes es una ley general, cuáles son sus limitaciones?.

Investigue los coeficientes de viscosidad para líquidos

corporales y regístrelas en la Tabla Nº 4.



Tabla Nº 4: Coeficientes de viscosidad

Líquido Coeficiente de viscosidad

Investigue los coeficientes de viscosidad para líquidos

Industriales o de aplicaciones en su área y regístrelas en la Tabla

Nº 5.

Tabla Nº 5: Coeficientes de viscosidad

Líquido Coeficiente de viscosidad

Cuál cree que han sido las posibles fuentes de error en

su experimento?

como aplicaría este tema en su carrera profesional?

6.-OBSERVACIONES

Se puede percatar que la densidad de la sustancia disminuye cuando la

temperatura va aumentando lo cual se puede apreciar en la grafica log( )

vs 1/T. También notamos que cuando la temperatura aumenta la

viscosidad disminuye.

El método del picnómetro es un método muy exacto, además con ayuda

de una balanza analítica los valores de los pesos son mas exactos y se



puede determinar la densidad muy próxima a la teórica para así poder

hallar las viscosidades a diferentes temperaturas.

La misma concentración de la solución, nos genero resultados diferentes

de viscosidad ya que presentaba un peso molecular bajo (20% en peso) y

luego un peso molecular de etanol un poco alto (60% en peso). Esto hizo

que la viscosidad varíe en ciertas proporciones con respecto a la muestra

pura (100%).

El porcentaje de error tiene mucho que ver con los tiempos hallados con

el viscosímetro de Ostwald y la determinación de la densidad de la

sustancia pura a una temperatura de 20°C, ya que estos valores luego son

utilizados para determinar las viscosidades de las sustancias

La grafica .log(

) vs 1/T para el etanol 100% nos da a entender que cuando menor es la

inversa de la temperatura (es decir la temperatura es mayor) entonces el

valor del log(viscosidad) va a disminuir de forma lineal (la viscosidad

disminuye). Es decir la ecuación de esta grafica tendría la forma y = aX + b.

7.-CONCLUSIONES

Se montó un tubo de Stokes con glicerina y se midió la velocidad límite de

esferas de acero de distinto tamaño. Se comprobó que dicha velocidad no se

ajusta a la Ley de Stokes debido a que el movimiento de las esferas se ve

influenciado por el escaso diámetro del tubo. Sin embargo, se logra un buen

acuerdo con la Ley de Stokes si esta influencia se tiene en cuenta a través

de un factor de corrección. En este caso se confirma que la velocidad límite

es proporcional al área de las esferas

8.-RECOMENDACIONES

Tratar de mantener la temperatura constante cuando se trabaja con el

viscosímetro Ostwald, para la determinación de las viscosidades de las



diversas soluciones que se van a estudiar.

Se deben tomar los tiempos de manera exacta cuando el líquido que se

estudia pasa de un punto A a un punto B en el viscosímetro.

Los materiales que se utilizan para las diversas mediciones se deben lavar y

secar por completo en la estufa.

El picnómetro debe de ser llenado completamente hasta el capilar; luego del

baño se debe de secar por completo el picnómetro antes de ser pesado.

El volumen que se utiliza de agua debe ser el mismo para las soluciones de

etanol que se han utilizado

9.-BIBLIOGRAFIA

1] M. Alonso, E. J. Finn, Física Vol. I: Mecánica, Fondo Educativo

Interamericano, México, 1986.

[2] Paul L. Meyer, Probababilidades y aplicaciones estadísticas, Segunda

Edición, Addison Wesley Iberoamericana, 1992.


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