Variación De La Viscosidad En Función De La Temperatura

OBJETIVO

Determinar la variación de la viscosidad en función de la temperatura utilizando el viscosímetro de esfera descendente.

Materiales:

Aceite SAE 40 Para motor

Cronometro que mida en 0.1 o 0.01 de segundos

Una canica o balín lo suficientemente pequeña como para que pase por la boca de la botella

Marcador permanente

Regla

Un recipiente lo suficientemente grande como para que haya espacio para colocar la botella acostada

Agua fría, cubos de hielo.

Toallas de papel

Termómetro (opcional)

Marco Teórico

La viscosidad de los fluidos se ve aceptada en un alto grado por la temperatura. Los fluidos líquidos conforme aumenta su temperatura, su viscosidad disminuye en forma notable.

Los gases se comportan distintos de los líquidos, ya que su viscosidad se incremente conforme a la temperatura crece. Así mismo, por lo general, su cambio es menor que el de los líquidos.

Procedimiento:

En el costado de la botella donde envaso el aceite, aproximadamente 3cm (1 pulgada de cada extremo), dibuja dos líneas completas alrededor con un marcador permanente. Toma la medida y registra la distancia entre las líneas.

Distancias a recorrer por las esferas ___17.5 cm___.

Mida el diámetro de la esfera que va a utilizar y calcule el diámetro promedio y con este dato el volumen de la esfera.

Diámetro promedio de la esfera: _ 1.17 mm en m=1.17×〖10〗^(-3) m

Volumen de la esfera: _____4.27 kg⁄m^3 ____________

Mida y registre la masa de la esfera:___ 5g en kg=5×〖10〗^(-3)kg __

Con los datos anteriores calcule la densidad y el peso específico de la esfera.

Mida una cierta cantidad de aceite y péselo para obtener la densidad del fluido.

Volumen: __500 ml

Masa: ____387.75 gramos

Calcule la densidad y el peso específico del fluido.

Destapa la botella, coloca una esfera, llena la botella hasta el tope con el aceite a temperatura ambiente y cierra firmemente la tapa.

Gira la botella al revés y observa la esfera mientras se hunde. La esfera debería detenerse en la tapa. Esto asegura que la esfera se hundirá por el medio de la botella cuando sea invertida una vez más.

Invierte la botella una vez más y usa el cronometro para medir el tiempo que tarda la esfera en hundirse por el medio de la botella desde la línea superior hasta la línea inferior. Registra el tiempo en la columna que corresponde a temperatura ambiente de la tabla de datos frente a Ensayo 1.

Repite cuatro veces más los pasos nº8 y nº9, para obtener un total de cinco mediciones de tiempo. Luego calcula el tiempo promedio que tarda la canica en hundirse en el aceite a temperatura ambiente.

Tiempo que tarda en hundirse una canica en __17.5___ cm de aceite a temperatura ambiente.

Ensayo Tiempo Temperatura

1

2

3

4

5

Tiempo promedio

¿Qué crees que sucederá si enfrías el aceite? Llena un recipiente con agua fría y coloca la botella con aceite adentro. Añade una docena o más de cubos de hielo y remueve el agua suavemente. Deja la botella en agua fría durante aproximadamente 10 minutos. Con cuidado, gira la botella aproximadamente cada cinco minutos para que el aceite se enfríe en forma pareja.

Repite cinco veces los pasos nº8 y nº9 y registra los datos en la columna correspondiente aceite a temperatura por debajo de la temperatura ambiente de la tabla. Luego calcula el tiempo promedio que tarda la esfera en hundirse en el aceite frio. Realice por lo menos tres mediciones a distintas temperaturas.

Tiempo que tarda en hundirse una canica en _17.5 cm de aceite a temperatura por

debajo de la ambiente.

Ensayo Tiempo Temperatura 1 Tiempo Temperatura 2 Tiempo Temperatura 3

1 1.59

9.7 °C 1.25

13.7 °C 1.33

15 °C

2 1.50 1.05 1.33

3 1.43 1.26 1.27

4 1.52 1.29 1.11

5 1.63 1.27 0.92

Tiempo Promedio 1.53 1.22 1.19

Lo cual se puede observar que a mayor temperatura menor fluidez.

A menor temperatura mayor viscosidad.

Cuestionario

Determine la velocidad caída promedio de la esfera para cada temperatura.

Determine la viscosidad dinámica para cada temperatura obtenida. Compare los resultados obtenidos.

Grafique viscosidad absoluta vs temperatura. ¿Qué puede concluir sobre la gráfica? ¿Qué tipo de relación existe entre ambos?

Grafique la viscosidad absoluta vs tiempo de caída. ¿Qué puede concluir sobre la gráfica? ¿Qué tipo de relación matemática existe entre ambos?

Respuestas:

Determine la velocidad caída promedio de la esfera para cada temperatura.

Tabla que muestra las velocidades promedio para cada temperatura

Temperatura (°C) Tiempo prom. (s) Distancia (m) Velocidad (m/s)

9.7 1.53 0.175 0.114379085

13.7 1.22 0.175 0.143442623

15 1.19 0.175 0.147058824

Determine la viscosidad dinámica para cada temperatura obtenida. Compare los resultados obtenidos.

Tabla que muestra temperatura y viscosidad dinámica

Temperatura (°C) Viscosidad diná. (v)

9.7 8.53324E-08

13.7 1.07015E-07

15 1.09713E-07

Grafique viscosidad absoluta vs temperatura. ¿Qué puede concluir sobre la gráfica? ¿Qué tipo de relación existe entre ambos?

Tabla que muestra la viscosidad abs. Vs la temperatura

Viscosidad abs. (ɳ) Temperatura (°C)

6.61753E-05 9.7

8.29903E-05 13.7

8.50825E-05 15

Lo que podemos comprender después

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