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Prática 7
Viscosidade
Data de realização do experimento: 16/05/
Alunos: Fernando José Meira da Silva
Gabriel Martins de Alvarenga
Naira Buzzo Anhesine
Rodrigo Cesar Costa
Weslei Bruno Botero
Professor: Rodrigo Fernandes Costa Marques
Sumário
Objetivos........................................................................................................................................ 3
Introdução.......................................................................................................................................
Materiais e métodos....................................................................................................................... 5
- Resultados e discussão...................................................................................................................
- Conclusão.....................................................................................................................................
- Bibliografia...................................................................................................................................
Os líquidos não-newtonianos podem ser divididos em fenômenos independentes do tempo e fenômenos dependentes do tempo. A primeira classe constitui de fluidos pseudoplásticos (diminuição da viscosidade aparente com o aumento da tensão de cisalhamento), plásticos (tensão de cisalhamento mínima para iniciar o escoamento), e dilatantes (aumento da viscosidade aparente com o aumento da tensão de cisalhamento).
Dentre os fenômenos dependentes do tempo temos o estudo da tixotropia (diminuição da viscosidade aparente com o tempo de cisalhamento) e o estudo da reopexia (aumento da viscosidade aparente com o tempo de cisalhamento).
Dentre os diferentes tipos de viscosímetros a serem utilizados, utilizou-se do viscosímetro capilar de Ostwald, mais adequado para líquidos newtonianos de baixa viscosidade.
Utilizando esse tipo de viscosímetro é possível comparar o tempo gasto para uma solução escorrer por um volume definido com o mesmo tempo que uma solução padrão teria. Equacionando, temos:
E o mesmo para a solução:
A razão entre as duas viscosidades é definida como a viscosidade aparente:
Considerando soluções diluídas, a razão entre as densidades do líquido e do solvente são aproximadamente 1, o que nos permite escrever uma equação para a viscosidade específica do fluido:
Sendo e dependentes da concentração da substância na solução.
Materiais e métodos
Viscosímetro de Ostwald
Proveta
Béquer
Termômetro
Solução de Glicerol
Chapa de Aquecimento
Agitador Magnético
Suporte
Cronômetro
Balão Volumétrico
Parte Experimental
Calibração do Viscosímetro
Primeiramente fez-se a calibração do viscosímetro medindo-se em um cronômetro o tempo que a água pura passava do ponto A até o ponto B do viscosímetro de Ostwald mostrado abaixo nas temperaturas de 20, 40, 60 80 e 100°C.
Figura SEQ Figura * ARABIC 1 - Viscosímetro de Ostwald indicando menisco superior e inferior
Determinação da Viscosidade Aparente do Glicerol
Preparou-se uma solução contendo 10% de glicerol, para isso retirou-se uma alíquota de 10 ml de Glicerol de densidade 1,26 g/cm³ e diluiu-se em um balão volumétrico de 100 ml, a partir desta solução, foram colocados 10 ml no viscosímetro de Ostwald e novamente mediu-se com ajuda de um cronômetro o tempo que a solução de glicerol passava do ponto A até o ponto B nas temperaturas de 20, 40, 60, 80 e 100°C.
Resultados e discussão
Primeiro foi necessário determinar a constante do viscosímetro, de modo que esse resultado será utilizado para a determinação futura da viscosidade aparente e específica.
Deve-se, portanto, utilizar de uma solução de água pura com viscosidades e densidades já conhecidas em diferentes temperaturas e utilizar da relação abaixo para determinação da constante do viscosímetro, obedecendo a expressão abaixo ( sendo t o tempo de escoamento).
Os dados obtidos para a água em diferentes temperaturas estão representados na tabela abaixo:
Tabela 1 – Valores de tempo medidos para o escoamento do ponto A ao B do viscosímetro em diferentes temperaturas.
Temperatura (ºC) Densidade Viscosidade Tempo de escoamento
ρ (kg/m 3 ) η (10 -3^ N.s/m^2 ) t (min)
Medida 1 Medida 2 Média
Gráfico SEQ Gráfico * ARABIC 1 - Tempo de escoamento em função das concentrações de glicerol na temperatura de 20ºC
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 2 - Tempo de escoamento em função das concentrações de glicerol na temperatura de 40ºC
40ºC Concentração Tempo 5% 0,063 795 10% 0,1261 481 15% 0,1892 290 20% 0,2522 566 25% 0,3153 698
Gráfico SEQ Gráfico * ARABIC 2 - Tempo de escoamento em função das concentrações de glicerol na temperatura de 40ºC
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 3 - Tempo de escoamento em função das concentrações de glicerol na temperatura de 60ºC
60ºC Concentração Tempo 5% 0,063 780 10% 0,1261 400 15% 0,1892 215 20% 0,2522 389, 25% 0,3153 476
Gráfico SEQ Gráfico * ARABIC 3 - Tempo de escoamento em função das concentrações de glicerol na temperatura de 60ºC
15% η (^) rel = 1, 20% η (^) rel = 1, 25% η (^) rel = 1,
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 6 - Valores do η relativo para cada concentração a 60ºC
60ºC 5% η (^) rel = 1, 10% η (^) rel = 1, 15% η (^) rel = 1, 20% η (^) rel = 1, 25% η (^) rel = 1,
Abaixo podemos ver os gráficos para as temperaturas de 20ºC, 40ºC e 60ºC. Nelas também está presente o valor do [η] do glicerol obtido através do coeficiente linear da regressão linear da reta em cada temperatura.
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 7 - Tabela contendo dados da concentração e ln(η (^) rel /C).
Temperatura 20ºC 40ºC 60ºC Porcentagem Concentração(g mL -1^ ) Ln(η (^) rel/C) Ln(η (^) rel /C) Ln(η (^) rel /C) 5% 0,063^ 2,848382^ 2,852662^ 2, 10% 0,1261^ 2,290812^ 2,29071^ 2, 15% 0,1892^ 1,981506^ 1,97589^ 1, 20% 0,2522^ 1,934218^ 1,808044^ 1, 25% 0,3153^ 1,8899^ 1,806671^ 1,
Gráfico SEQ Gráfico * ARABIC 4 - ln(ηrel /C) versus C para temperatura de 20ºC.
Gráfico SEQ Gráfico * ARABIC 5 - ln(ηrel /C) versus C para temperatura de 40ºC.
Gráfico SEQ Gráfico * ARABIC 6 - ln(ηrel /C) versus C para temperatura de 60ºC.
