UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA LABORATORIO DE FENOMENOS DE BIOTRANSPORTE I Docentes: Ana María Torres López César Augusto Vásquez Ruiz Elaborado por: FABIAN POSSO GARCIA MATEO ARBOLEDA GUERRA PRÁCTICA DE PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS. 1. OBJETIVOS 1.1. OBJETIVO GENERAL. Proponer una serie de actividades prácticas mediante las cuales se ilustre y apliquen las propiedades fundamentales de los fluidos, resaltando su utilidad de acuerdo a un conjunto de categorías y propiedades fisicoquímicas. 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. *Ilustrar los fenómenos de tensión superficial y capilaridad. *Mostrar las definiciones cualitativa y cuantitativa del concepto de densidad. *Aplicar el concepto de viscosidad para caracterizar y clasificar fluidos. *Justificar los mecanismos que permitan precisar el grado de volatilidad de un liquido en estado gaseoso a temperatura ambiente o con muy baja temperatura de ebullición. 2. MARCO TEÓRICO *Tensión superficial y capilaridad: La tensión superficial es la propiedad de un líquido, en la interfaz liquido-gas, por la cual las moléculas de la superficie de soportan fuerzas de tención y esta explica procesos como es ejemplo la formación de gotas de agua sobre la superficie de algún. Esta a su vez se define como la fuerza en Newtons por milímetro de longitud de superficie, que el líquido es capaz de soportar [1]. Por otro lado, la capilaridad es el fenómeno causado por la tensión superficial, por el cual un líquido asciende por tubos de pequeño diámetro y por entre láminas muy próximas. Pero esto no siempre ocurre así debido a las fuerzas de cohesión y adhesión son fuerzas que dependen de las sustancias formando así meniscos cóncavos o conexos o planos en el capilar por el cual asciende el fluido [1]. *Densidad: la densidad se define como la propiedad intensiva de la materia la cual es el cociente entre la masa y el volumen de una sustancia en particular. Esta propiedad está relacionada de la temperatura por lo que es usual ver en su medición la temperatura a la que fue determinad esta. Para materiales no homogéneos en los cuales la densidad no es uniforme se determina una densidad promedio [2] *Viscosidad: La viscosidad es la propiedad termo física de los fluidos ocasionada por sus fuerzas de UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA LABORATORIO DE FENOMENOS DE BIOTRANSPORTE I Docentes: Ana María Torres López César Augusto Vásquez Ruiz cohesión molecular y resulta en la oposición a ser empujado, lo cual conlleva a la aplicación de una fuerza o presión para cambiar su esta de movimiento. Todos los fluidos que se conocen presentan viscosidad, siendo el modelo de viscosidad cero una aproximación para ciertas aplicaciones. Un fluido sin viscosidad se conoce como fluido ideal.[3] *Volatilidad: La volatilidad es la tendencia que tiene una sustancia a cambiar de un estado a estado gaseoso, o mejor dicho es la facilidad con la que una sustancia se evapora en condiciones de temperatura y presión normales. Por lo general se aplica para líquidos, aunque algunos solidos también es aplicable, como es ejemplo el hielo seco. El paso de estado sólido a gaseoso se le conoce como sublimación [4]. 3. MATERIALES. 3.1 Fluidos problema: Para contenerlos se necesita de recipientes o envases medianos o pequeños, tales como probetas, tarros, baldes, jeringas, etc. Todos de volumen conocido. a. Agua. b. Aceite de cocina. c. Aceite de motocicleta. 3.2 Tensión superficial y capilaridad: *Manguera. *Jeringa. *Hoja de papel, hojas de plantas, etc. 3.3 Densidad: *Balanza. 3.4 Viscosidad: *Linterna. *Marcador. *Cuchara. *Cronometro. *Termómetro. *Superficie plana. d. Miel de purga/melaza. e. Alcohol etílico. f. Jabón líquido. UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA LABORATORIO DE FENOMENOS DE BIOTRANSPORTE I Docentes: Ana María Torres López César Augusto Vásquez Ruiz *Esferas de viscosidad y densidad conocidas. *Sistema calefactor: vela, resistencia, estufa, etc. 3.5 Volatilidad: *Sistema calefactor: vela, resistencia, estufa, etc. *Balanza. *Cuchara. *Azúcar, leche, café. 4. MÉTODOS: antes de sacar conclusiones, repita cada experimento al menos 5 veces. 4.1 Tensión superficial y capilaridad: fluidos a, d y f. *Capilaridad (cualitativo y cuantitativo): conectar dos contenedores (uno con agua hasta cierta altura conocida y otro vacío) mediante la manguera (preferiblemente transparente) y variar las alturas de sus extremos sobre cada contenedor. Con base a sus observaciones, responda: *¿En qué consiste este efecto? ¿Cómo lo describiría cualitativamente? *¿Qué cálculos pueden surgir de las variables que modifica a lo largo del tiempo para describir este fenómeno cuantitativamente? Grafique sus resultados. *Tensión superficial (cualitativo): sobre cada uno de los recipientes con las muestras se depositan suavemente objetos (de a uno), tales como hojas de papel o de plantas, alfileres, clips, cabello, etc. ¿Cómo describiría este fenómeno? ¿Qué leyes físicas lo gobiernan? 4.2 Densidad: todos los fluidos. *Pese, en la gramara o balanza, cada una de las muestras con volúmenes definidos, cuidando de que los recipientes hayan sido purgados previamente. *Repita el procedimiento después de calentar cada sustancia (cuyo recipiente debió ser cubierto herméticamente. *Tabule, grafique y responda: *¿Cuáles son los fluidos más densos? Explique la razón de ello. *¿Qué variaciones ocurren con la temperatura? 4.1 Viscosidad: todos los fluidos. *Usar una rampa o superficie lisa e inclinada para medir el tiempo que tarda en llegar a la base una “línea” del fluido. *Depositar en probetas, cada una con una muestra problema distinta, las canicas suavemente y medir el tiempo de llegada hasta el fondo. UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA LABORATORIO DE FENOMENOS DE BIOTRANSPORTE I Docentes: Ana María Torres López César Augusto Vásquez Ruiz 4.3 Volatilidad: fluidos a, b y d. *Haga un holló en una tapa que permita el paso de una manguera transparente. *Deposite el fluido problema y selle herméticamente con cinta. *Deposite otro tipo de fluido en la manguera cuidando de que no se riegue. *Encienda la llama hasta la temperatura de ebullición. *Observe lo que pasa con el líquido en la manguera variando la altura de esta. *Describa lo sucedido cualitativamente y grafique los tiempos que tardan en ocurrir cada etapa del proceso. 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS 6. CONCLUSIONES 7. BIBLIOGRAFÍA [1]http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/7/cap6.pdf [2] http://www.fisica.uson.mx/manuales/mecyfluidos/mecyflu-lab10.pdf [3] http://www.cie.unam.mx/~jhg/LAB.%20MEC.%20FLUIDOS%202014/PRACTICAS%20 4-6/TEORIA/Viscosidad.pdf [4]http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/men_udea/pluginfile.php/23385/mod_resource/c ontent/0/Gases_ideales_y_reales/practica1.pdf
