viscosidad de un liquido

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Practica 2
VISCOCIDAD CINEMATICA DE UN LÍQUIDO
1) INTRODUCCION
Después de haber realizado previamente la practica número 1, donde estudiamos la viscosidad cinemática y dinámica, ahora nos enfocaremos más en estudiar e investigar la forma en que podemos medir la viscosidad de diferentes líquidos con diversos instrumentos de medición para estos mismos.
Ya que vamos a saber valores de viscosidad debemos investigar primero las unidades con las cuales se maneja la viscosidad. 
· La unidad de viscosidad dinámica , es una unidad derivada que se expresa en las unidades base de longitud, masa y tiempo:
En las mediciones de viscosidad dinámica se aplica una fuerza externa para inducir el movimiento del fluido (por ejemplo viscosímetros rotacionales, viscosímetros de placa paralelas, cilíndricos concéntricos, etc.).
· La unidad de viscosidad cinemática V, se expresa en las unidades básicas de longitud y tiempo:
En las mediciones de viscosidad cinemática, la gravedad es la causa que hace fluir al líquido dentro de un capilar (ejemplo de equipos que miden viscosidad cinemática son los viscosímetros capilares, copas de flujo, etc.)
· La viscosidad dinámica y la cinemática se relacionan por medio de la densidad, de acuerdo a la siguiente expresión.
Sabiendo las unidades, los instrumentos de medición, y la relación que existe entre los dos tipos de viscosidades, ahora veremos más a fondo los viscosímetros y la manera en que estos funcionan, pero antes veremos el principio por el cual se hace esta medición de la viscosidad a través de los viscosímetros.
VISCOCIMETROS CAPILARES
· El principio de medición de los viscosímetros capilares está basado en la ecuación de Hagen-Poiseuille.
DONDE:
V= Volumen del líquido que fluye
t= Tiempo de flujo a través del capilar
L= Longitud
R= Radio
g= Aceleración de gravedad
hm= Altura promedio de la columna de líquido en el viscosímetro durante la medición 
Todas las constantes de la ecuación se pueden combinar en la constante C del viscosímetro.
V= C.t
El viscosímetro capilar es quizá el instrumento para la determinación de viscosidad más empleado, y también el más antiguo. En este tipo de viscosímetros un fluido es obligado a pasar a través de un tubo observándose una distribución de velocidades en el tubo de tipo parabólico, de forma que la porción del fluido que está en contacto con la paredes del capilar tiene una velocidad nula y la porción del fluido que se encuentra en el centro del tubo tiene una velocidad máxima.
Los viscosímetros capilares son útiles para la medida de viscosidades de un gran número de fluidos, desde disoluciones de polímeros hasta polímeros fundidos, concretamente las normas ASTM D3835 y D5099 describen procedimientos experimentales para el uso de reómetros capilares en la medida de propiedades reológicas de polímeros. Los perfiles de velocidades de cizalla producidos en el capilar dependen en gran medida del viscosímetro empleado.
VISCOCIMETROS DE COPA
Son empleados normalmente para medir y controlar las propiedades de flujo en la manufactura, procesado y aplicaciones de tintas, pinturas, adhesivos. En general son sencillos y fáciles de manejar, aunque presentan el inconveniente de que las medidas de viscosidad no son muy precisas.
Los viscosímetros de orificio tienen normalmente capilares muy cortos; el viscosímetro típico es un recipiente con un agujero en el fondo. La copa se llena y se mide el tiempo necesario para que se vacíe. En este caso, el caudal depende en gran medida del nivel del líquido y el flujo producido no sigue la ley de Hagen Poseuille.
La viscosidad de un líquido, medida mediante este viscosímetro es expresada en segundos, que el tiempo que tarda en pasar un volumen definido de 44 cc de líquido que fluye a través de un orificio en medio de la copa metálica.
2) OBJETIVO
-Obtener la constante de un viscosímetro capilar tipo Ubbelohde. 
-Determinar: la viscosidad cinemática de un fluido (por ejemplo gasolina) empleando para esto: un viscosímetro de tubo capilar Ubbelohde. 
-Determinar la viscosidad cinemática de un fluido (aceite para motor) mediante un viscosímetro de copa (S-90 ZAHN) 
3) PRECAUCIONES
-Principalmente debemos ser cuidadosos con nuestra persona, para esto debemos portar el equipo de seguridad necesario para trabajar en el laboratorio.
-Debemos de ser lo más cuidadosos con las lecturas de tiempo que obtengamos, procurar que sean las más precisas, teniendo un margen de error mínimo.
-Hablando de las los datos obtenidos, para tener mejores resultados podemos sacar promedio de todos los resultados y así no tener una variación en resultados.
-Cuidar el material e instrumentos de medición 
4) MATERIALES
· Sustancias 
Agua bidestilada
Aceite para motor 1l
Gasolina 100 ml
· Material
Juego de copas (5) Zahn- Gardner para viscosidad 
1 viscosímetro de tubo capilar Ubbelode 
1 cronómetro 
1 termómetro 
1 Vaso de precipitado de 500ml 
1 Jeringa o pipeta de 10 ml 
1 Pera
5) DESARROLLO
I. Obtención de la constante del viscosímetro capilar. 
1. Medir la temperatura del agua bidestilada y mediante la pipeta extraer 1 ml. 
2. Vaciar el agua en el viscosímetro por el tubo de boca más ancha. 
PROPIPETA
PIPETA
AGUA BIDESTILADA
3. Mediante la pera succionar el líquido por el tubo angosto hasta una altura mayor que la marca de referencia. 
4. Quitar la succión y tomar el tiempo que tarda el nivel de líquido de pasar de una marca a otra del viscosímetro. 
PERA
VISCOSIMETRO CAPILAR
AGUA BIDESTILADA
5. Anotar en la tabla 1 el tiempo de descenso del agua por el capilar 
6. Repetir el procedimiento del 3 al 5 hasta obtener al menos 5 lecturas de los tiempos de descenso del fluido. 
7. Obtener el valor de la constante del viscosímetro para cada lectura, despejando de la fórmula 3, la constante del viscosímetro (C) misma que tendrá las unidades (mm2/s2). Anotar los valores en la tabla 4 de resultados. 
8. Obtener un valor promedio de la constante. Anotar el valor en la tabla 4 de resultados, el valor promedio de la constante C se empleará para conocer la viscosidad cinemática del fluido (gasolina). 
II Obtención de la viscosidad cinemática y dinámica de la gasolina. 
1. Medir la temperatura de la gasolina y mediante la pipeta obtener 1 ml de la misma. 
2. Vaciar el mismo en el viscosímetro por el tubo de boca más ancha. 
PROPIPETA
PIPETA
VISCOSIMETRO CAPILAR
GASOLINA
3. Mediante la pera succionar el líquido por el tubo angosto hasta una altura mayor que la marca de referencia. 
4. Quitar la succión y tomar el tiempo que tarda el nivel de líquido (gasolina), de pasar de una marca a otra del viscosímetro. 
PERA
VISCOSIMETRO CAPILAR
GASOLINA
CRONOMETRO
5. Anotar en la tabla de lecturas 2 el tiempo de descenso de la gasolina. 
6. Repetir el procedimiento del 3 al 5 hasta obtener al menos 5 lecturas de los tiempos de descenso del fluido, anotando los valores en la tabla 4. 
7. Obtener el valor de la viscosidad cinemática para cada lectura, empleando la ecuación 2, (el valor de la constante de viscosímetro es el valor promedio obtenido en el procedimiento I) y las unidades de la viscosidad cinemática serán mm2/s; Anotar los valores obtenidos en la tabla 5 de resultados. 
8. Obtener un valor promedio de la viscosidad cinemática y anotarla en la tabla 5. 
III Obtención de la viscosidad cinemática del aceite. 
1. Agregar 500ml de aceite para motor al vaso de precipitado. 
2. Medir la temperatura del aceite con ayuda del termómetro anotarla en la tabla 3 de lecturas 
3. Seleccionar la copa #2 o #3 e introducirla totalmente en el aceite esperando un par de minutos para que se lleve a cabo un equilibrio térmico entre la copa y el aceite. 
4. Antes de sacar la copa del aceite se debe tapar el orificio inferior por la parte exterior con un dedo. 
5. Elevar el viscosímetro una distancia aproximada de 10 a 15 cm de la superficie del aceite sobre el vaso de precipitado,tomar la copa por el anillo superior para mantener su verticalidad con respecto al aceite. 
ING. MARIMBA
VISCOSIMETRO DE COPA
HILO DE ACEITE
ACEITE
6. Tomar el tiempo de vaciado, iniciando cuando retire el dedo de la copa y finalizando cundo se rompa el escurrimiento (hilo) de aceite. Con fluidos muy viscosos el tiempo finaliza cuando se aprecia el orificio inferior de la copa. 
7. Tomar 5 tiempos de escurrimiento. Anotarlas en la tabla 3 de lecturas. 
8. Obtener un tiempo promedio (segundos) y con ayuda de tabla de conversión correspondiente (ver al final de la práctica, las tablas y fórmulas de conversión de acuerdo a la copa empleada), determinar la viscosidad cinemática del aceite en centistokes Anotarla en la tabla de resultados. 
O también se puede conocer la misma, empleando los factores de conversión de cada copa. Nota: Los factores así como la tabla de conversión de cada copa proporcionada por el fabricante se incluyen el anexo.
6) TABLA DE LECTURAS 
 Viscosímetro capilar (Agua bidestilada) Viscosímetro capilar (gasolina) 
	Prueba
	Valor
	Unidades
	1
	1.19
	Minutos
	2
	1.15
	Minutos
	3
	1.10
	Minutos
	4
	1.11
	Minutos
	5
	1.06
	Minutos
	Prueba
	Valor
	Unidades
	1
	.53
	Segundos
	2
	.48
	Segundos
	3
	.47
	Segundos
	4
	.46
	Segundos
	5
	.47
	Segundos
Viscosímetro de copa (Aceite)
	Prueba
	Valor
	Unidades
	1
	29
	Segundos
	2
	30
	Segundos
	3
	30
	Segundos
	4
	29
	Segundos
	5
	30
	Segundos
7) MEMORIA DE CÁLCULO
CONSTANTE DEL VISCOSIMETRO
· 
· 
La despejamos ya que contamos con el valor de la viscosidad y lo que buscamos es el valor de la Constante “C” del viscosímetro.
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
Promedio de constantes
 
VISCOCIDAD CINEMATICA GASOLINA
· 
Sustituimos valores solamente
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
Promedio de viscocidades
 
VISCOCIDAD CINEMATICA DEL ACEITE
 
Sustituimos valores solamente
1. 
2. 
3 
4. 
5. 
Promedio viscosidad
 
 
 
8) TABLA DE RESULTADOS
 Constante del viscosímetro C Constante del viscosímetro C
 Agua bidestilada Gasolina
	Prueba
	Valor
	Unidades
	1
	0.012
	
	2
	0.013
	
	3
	0.014
	
	4
	0.014
	
	5
	0.015
	
	Promedio
	0.0136
	
	Prueba
	Valor
	Unidades
	1
	
	
	2
	
	
	3
	
	
	4
	
	
	5
	
	
	Promedio
	
	
Viscosimetro de copa
Aceite
	COPA Numero 2
	PRUEBA
	Valor
	Unidades
	1
	22.026
	
	2
	21.153
	
	3
	21.153
	
	4
	21.153
	
	5
	22.026
	
	PROMEDIO
	21.5022
	
9) CUESTIONARIO FINAL
El alumno deberá elaborar y anexar 10 preguntas con su respectiva respuesta en relación a los objetivos, procedimientos, cálculos y resultados de la práctica realizada.
1. ¿Qué es la viscosidad cinemática?
La viscosidad cinemática está relacionada con la densidad del fluido. Es decir, hace referencia a la oposición del fluido a dejarse cortar por la fuerza de la gravedad, lo que se obtiene con el cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad del líquido, es decir, entre más denso el líquido, tiene menor viscosidad cinemática.
2. ¿Qué mediciones deben hacerse para determinar la viscosidad dinámica cuando se utiliza un viscosímetro de tubo capilar como el empleado en la práctica?
El tiempo de desplazamiento a través del viscosímetro, a partir de las líneas de referencia.
3. Describa la diferencia entre un aceite SAE 20W40 y uno SAE 20W50.
La diferencia es el grosor o viscosidad, ambos se comportan igual o muy similar en temperaturas frías con una viscosidad 20 la w es de Winter, y en altas temperaturas cuando el motor está a su temperatura óptima de trabajo uno se comporta a 40 y el otro es más viscoso o grueso a 50. 
4. Convierta una medición de viscosidad cinemática de 5.6 centistokes a m2/s
5. ¿En dónde se aplica la viscosidad cinemática?
En los aceites lubricantes para carros etc.
10) CONCLUSIONES
11) REFERENCIAS
 
 
Practica 2
 
 
VISCOCIDAD CINEMATICA DE UN LÍQUIDO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) INTRODUCCION
 
Después de haber realizado previamente la 
practica número 1, donde estudiamos 
la viscosidad cinemática y dinámica, ahora nos enfocaremos más en estudiar e 
 
 
Practica 2 
 
VISCOCIDAD CINEMATICA DE UN LÍQUIDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) INTRODUCCION 
Después de haber realizado previamente la practica número 1, donde estudiamos 
la viscosidad cinemática y dinámica, ahora nos enfocaremos más en estudiar e