VISCOSIDAD DE FLUIDOS NEWTONIANOS POR CAPILARIDAD

VISCOSIDAD DE LÍQUIDOS NEWTONIANOS
1. PROBLEMA
Determinar la viscosidad de la acetona a la temperatura de 30 ºC, empleando un viscosímetro
capilar.
2.
PARTE EXPERIMENTAL
2.1
Medidas de higiene y seguridad

Mantener tapados los recipientes contenedores de líquidos con parafilm.

Secar rápidamente cualquier derrame de líquidos en la mesa de trabajo.

Verter los líquidos usados en los contenedores de residuos correspondientes.
2.2
Materiales

Soporte con pinzas de tres dedos

Pipeta de 10 ml

Jeringa para succión

Cronómetro

Termómetro

Piceta con agua destilada

Vaso de precipitados con la muestra líquida

Papel sanitas.

Baño térmico con dos mangueras para agua y manguera roja para desagüe.

Tina de acrílico con tapa.

Viscosímetros capilares indicados por el profesor.
2.3
Sustancias

20 ml del líquido problema

Agua destilada
2.4
Servicios auxiliares

Agua

Corriente eléctrica de 110 volts
2.5
Descripción del equipo
El viscosímetro consta de un tubo para entrada de la muestra líquida (A); un bulbo receptor de la
muestra (B); un tramo de tubo por donde se realiza la succión de la muestra (C); dos marcas que
indican el paso de la muestra desde nivel 1 (D) a nivel 2 (E). El viscosímetro se coloca en el
soporte con pinzas de tal forma que el tubo A quede en posición vertical.
2.6
Diagrama
A
C
D
E
B
2.7
Desarrollo Experimental
 Para elegir el viscosímetro adecuado se recomienda que la muestra líquida tenga un tiempo
de afluencia mayor de 200 s y menor de 800 s a través del tubo capilar, a temperatura
ambiente.
Preparación del equipo:
1. Revise que el viscosímetro esté limpio, en su defecto lávelo con un poco de la sustancia
problema.
2. Coloque el viscosímetro en el soporte con pinzas.
3. Introduzca 7 ml de la muestra líquida aproximadamente. Si trabaja a temperatura ambiente pase
al punto 6.
4. Sumerja el viscosímetro en la tina de acrílico (soportándolo en la muesca inferior de la tina y
embonado con la tapa por la parte superior) previamente llenada con agua a la temperatura de
operación. El baño térmico le ayudará a obtener la temperatura elegida.
5. Permita que la muestra líquida se caliente por 10 minutos si la temperatura elegida se encuentra
abajo de 40 C y 15 minutos si es abajo de 100 C.
Operación del equipo:
6. Aplique succión para elevar el líquido por arriba de la marca D.
7. Permita que la muestra líquida fluya libremente y mida el tiempo de descarga del líquido al
pasar de la marca D a la E. Registre sus resultados en la Tabla 1.
8. Repita los pasos 6 al 7 hasta obtener certidumbre en la medición.
9. Si desea otra temperatura de operación, repita los pasos 4 al 8.
10. Retire el viscosímetro de la tina, lávelo muy bien con agua destilada y colóquelo nuevamente en
el soporte.
11. Introduzca 7 ml de agua destilada y repita los pasos 6 a 8.
Determine lo siguiente:
A. Emplee el líquido 1 (acetona) en el viscosímetro capilar # 25 para determinar el tiempo de
descarga.
B. Repita el paso anterior con el mismo líquido, pero ahora emplee el viscosímetro capilar # 50.
C. Lave perfectamente los viscosímetros capilares # 25 y 50 con suficiente agua destilada.
D. Emplee el líquido 2 (agua destilada) en el viscosímetro capilar # 25 para la determinación del
tiempo de descarga.
E. Repita el paso anterior con el mismo líquido, pero ahora emplee el viscosímetro capilar # 50.
Paro del equipo:
12. Retire el viscosímetro del soporte, vacíe el líquido en el recipiente de residuos.
13. Lave el viscosímetro muy bien con agua destilada.
14. Limpie con agua los materiales y recipientes empleados.
15. Apague el baño térmico y déjelo limpio de agua.
2.8 Información Experimental
Tabla 1. Registro de datos
Viscosímetro capilar No.
Líquido
Temperatura
Tiempo 1
Tiempo 2
(° C)
(s)
(s)
Tiempo
promediado
(s)
Viscosímetro capilar No.
Líquido
Temperatura
Tiempo 1
Tiempo 2
(°C)
(s)
(s)
Tiempo
promediado
(s)
3.
CUESTIONARIO
1.- ¿El tiempo de escurrimiento de los líquidos 1 y 2 en el capilar # 25 es el mismo? ¿Qué líquido
fluye más rápido?. ¿Se aprecia el mismo comportamiento al emplear el capilar # 50?
2.- Como la constante gravitacional en el escurrimiento de los líquidos 1 y 2 es constante, ¿Diga
cuáles son las fuerzas causantes de la diferencia en los tiempos de escurrimiento?
3.- ¿En qué líquido considera que se presentan con mayor magnitud estas fuerzas para el capilar #
25? ¿Y para el capilar # 50?
4.- Obtenga la ec. (1) a partir de la ecuación de Hagen-Poiseuille y evalúe el coeficiente K para
cada uno de los capilares, considerando al líquido 2 como el líquido de referencia.
 


K
(1)
donde  es la viscosidad dinámica,  la densidad del fluido y  el tiempo de escurrimiento.
5.- ¿Sí con el agua líquida que fue empleada como líquido de referencia en los capilares # 25 y 50
se obtienen valores diferentes de las constantes K 25 y K50, ¿diga de qué propiedades dependen
éstas?.
6.- Empleando la misma ecuación (1) y con el conocimiento de K 25 y K50, calcule las viscosidades
para el líquido 1 (acetona) en ambos capilares a la temperatura dada.
7.- ¿Las viscosidades de los líquidos 1 y 2 son las mismas para el capilar # 25? ¿Qué líquido tiene
mayor viscosidad? ¿Se presenta el mismo comportamiento para el capilar # 50?
8.- ¿Cómo está relacionada esta viscosidad con la resistencia a fluir?
9.- ¿Cuál es el error porcentual con respecto al valor de la viscosidad reportado en la literatura?
10.- ¿Tomando en consideración toda la información experimental desarrollada anteriormente,
puede decir con sus propias palabras cuál es el significado físico de la viscosidad?
4. NOMENCLATURA

viscosidad (cP)

densidad (g/ml)

tiempo (s)
K
constante del viscosímetro
5. BIBLIOGRAFÍA
Bird R., Stewart W. and Lightfoot E., Transport Phenomena, N. Y., John Wiley & Sons, 2a. Ed.,
2002.
D. Viswanath and G. Natarajan, Data Book on the Viscosity of Liquids, Hemisphere Publishing
Corporation, 1989.