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Reporte número 2 - Viscosidad, Ejercicios de Informática

Reporte 2, correspondiente al tema de la viscosidad

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 29/10/2021

mozarttiano-7
mozarttiano-7 🇩🇴

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA MADRE Y MAESTRA
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA
ESCUELA DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Asignatura:
Código y Grupo:
Título:
Reporte:
Presentado Por:
Matricula/ID:
Entregado A:
Fecha De Realización:
Fecha De Entrega:
LAB Física General 3
FIS 1FIS311-171 PRA (4452)
Viscosidad
#2
Guillermo Daniel Pérez Molina
20190079/10137633
Yoselín Lahoz Peña
08/10/2021
15/10/2021
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA MADRE Y MAESTRA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

ESCUELA DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

Asignatura: Código y Grupo: Título: Reporte: Presentado Por: Matricula/ID: Entregado A: Fecha De Realización: Fecha De Entrega: LAB Física General 3 FIS 1FIS311-171 PRA (4452) Viscosidad

Guillermo Daniel Pérez Molina 20190079/ Yoselín Lahoz Peña 08/10/ 15/10/

Pre-Laboratorio

1. ¿Cuál es la definición de viscosidad? ¿Qué unidades tiene? La viscosidad es la resistencia que poseen algunos líquidos durante su fluidez y deformación. Por lo tanto, la viscosidad es una de las principales características de los líquidos, y se determina de la siguiente manera: mientras más resistencia posee un líquido para fluir y deformarse, más viscoso es. En el sistema internacional se mide en Pascales, pero se utiliza más el centipoise (csp) 2. ¿Qué pasaría si un fluido tiene una altísima viscosidad? Habría mayor resistencia a la hora de que el fluido se mueva ya que este fluido estaría muy cerca de ser sólido y por tanto sus partículas se atraerían con una fuerza tal que impediría su movimiento. 3. De ejemplos de fluidos con altísima viscosidad  Miel  Pasta dental  Glicerina  Jarabes  Mercurio 4. ¿Qué es la concentración de un líquido? ¿Qué unidades tiene?  La concentración de un líquido es la magnitud que permite medir y dar a conocer cuánta cantidad de sustancia se puede encontrar en cada unidad de volumen.  La concentración de una disolución es la cantidad de soluto (sustancia disuelta) que hay en una cantidad de disolvente o bien de disolución. El Sistema Internacional establece que la unidad de concentración es el mol por metro cúbico (mol. m^3 ). Otras unidades son los porcentajes, fracción molar, partes por millón y normalidad. 5. ¿Qué es la solución de un líquido? ¿Qué unidades tiene?

  1. Determinar la viscosidad de un fluido.
  2. Encontrar la relación de la concentración del fluido y la velocidad límite del objeto que cae dentro del fluido.
  3. Encontrar la relación entre la concentración de un líquido y su viscosidad. Fundamento Teórico

Viscosidad La viscosidad es una propiedad importante de los líquidos que describe la resistencia del líquido al flujo y está relacionada con la fricción interna en el líquido. El tipo más común de comportamiento de flujo es el flujo de cizallamiento en el que las capas de líquido se mueven cada una en relación con la otra, en respuesta a una fuerza de cizallamiento. Esta fuerza externa adopta la forma de una tensión de cizallamiento que se define como la fuerza que actúa sobre el área de una unidad de líquido y da como resultado un gradiente de velocidad en todo el espesor de la muestra, denominado tasa de cizallamiento. En la mayoría de los productos se exige que la viscosidad sea alta en tasas de cizallamiento bajas para prevenir la sedimentación o el colapso, pero que se adelgace a tasas de cizallamiento más altas para facilitar la aplicación o el procesamiento. Por lo tanto, una sola medición de viscosidad no es suficiente para describir la viscosidad de dichos materiales, sino que la viscosidad deberá medirse con una amplia gama de tasas o tensiones de cizallamiento o estrés, o al menos a una tasa de cizallamiento relevante para el proceso o aplicación de interés. Cuando se estudia en física la caída de los cuerpos o caída libre se desprecia la resistencia del aire para simplificar, y esta consideración teórica no produce un error importante en los cálculos debido a que la viscosidad del aire es muy baja. Sin embargo, la fuerza de resistencia al movimiento, aun en el aire, puede ser considerable en dependencia de la velocidad del cuerpo que cae y de su forma. El cálculo de la fuerza de resistencia solo se puede hacer en algunos pocos casos en los cuales el objeto tiene una forma simple tal como una esfera. ilustración 1: Las tres fuerzas que actúan en una esfera cuando cae dentro de un medio viscoso.

Materiales y Equipos

  1. Líquidos a diferentes concentraciones
  2. Probetas de iguales características.
  3. Fluido desconocido (X).
  4. Esfera.
  5. Una pinza.
  6. Un dispositivo para sacar las esferas de las probetas.
  7. Una balanza.
  8. Un cronometro.
  9. Cinta adhesiva.
  10. Una probeta graduada.
  11. Un caliper.
  12. Una regla graduada en milímetros.

Procedimiento experimental

  1. Se midió el diámetro de la probeta y de la esfera. Tabla 1 Probetas sin líquido Porcentaje de viscosidad Diámetro (mm) Masa (g) 100% 28.07 40 90% 27.70 40 80% 26.46 45 70% 25.46 128 50% 27.44 40 76% 26.13 116
  2. Se preparó las soluciones del fluido desconocido (X), mas el agua con las siguientes concentraciones de X: 100%, 90%, 80%, 70%, 50%.
  3. Se calcularon las densidades 𝜌𝑙𝑖𝑞 de las soluciones y se anotaron en la tabla 2. 𝜌𝑙𝑖𝑞 = m/V M100% = 0.04Kg r= d/2 = 6.5cm = 0.065 m VGeneral =

π r 3 =

π 0. 3 = 1.15 * 10-3^ m^3 𝜌𝑙𝑖𝑞100%=0.04/0.065 = 0.615 Kg/m^3

Cálculos Calcule la velocidad límite. VLim= h t

[ 1 +2.4 (

d D

)] =

[ 1 + 2.4(

)]

VLim = 0.14m/s 𝜌𝑙𝑖𝑞 = 𝜌a +(𝜌x-𝜌a)cx = 0.615 = 997+(𝜌x - 997)cx 𝜌 = 0.1247/ 5.18 * 10-4^ = 240.54 Kg/m^3 (240.54- 997)/( 0.615- 997) =0. Gráficos

  1. Construya una gráfica Concentración vs. Velocidad limite. 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0. 0

1

V lim (m/s) Concentración

  1. Construya una gráfica Viscosidad vs Concentración. 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1. 0

Concentración VIscosidad (csp) Preguntas

  1. ¿Cómo se relaciona el tiempo de caída de la esfera a través del fluido con la viscosidad de este? Se observa significativamente, con los videos facilitados, que, a mayor concentración de viscosidad, mayor será el tiempo de caída de la esfera.
  2. ¿Qué ocurre con la viscosidad de la solución al aumentar la concentración? Esta aumenta de igual forma (en porcentaje). Conclusión En esta práctica se pudo aprender sobre la viscosidad, siendo una propiedad importante en los líquidos, afectando la resistencia al flujo, pudiendo ser relacionada con la fricción de los elementos que pasan por el líquido. Se pudo probar la velocidad que un objeto esférico tenía al pasar por una probeta con distintas concentraciones de viscosidad, haciendo que se pueda notar significativamente el tiempo que este objeto cruzaba por las probetas. De igual forma, se aprendió a poder hallar la concentración de viscosidad