Mecánica De Fluidos, Octubre del 2012

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
Universidad del Atlántico
Facultad de Ingeniería
Mecánica

Resumen
En esta experiencia se estudiaron las diferentes formas de calcular la viscosidad de un fluido, los métodos de
medición e instrumentos empleados. De esta manera se comparó y determinó las variables que afectan la
viscosidad de un líquido según los resultados obtenidos.
Los cálculos, los procedimientos, tablas, gráficos, las teorías utilizadas y las conclusiones realizadas se
encuentran de manera organizada y detallada en el cuerpo del informe.

Palabras Claves
Viscosidad, densidad, líquidos, presión, gravedad, deformación, esfuerzos cortantes.

1. Introducción

2. Formulas y teorías a emplear.

La viscosidad es la propiedad de los fluidos por

virtud de la cual estos ofrecen resistencia al corte y
depende de la cohesión y la tasa de transferencia
de momentum molecular. Esta propiedad se ve
afectada con la temperatura, pero no con la
presión.

Las formulas a utilizar son las siguientes

En los líquidos la viscosidad disminuye al aumentar
la temperatura, ya que a mayor temperatura existe
menor cohesión entre las moléculas, es decir, con
el calor las moléculas se dispersan más y el líquido
tiende a fluir con mayor facilidad.

Donde
V, Viscosidad cinemática.
k, Constante del viscosímetro expresada en cSt/s.
t, Tiempo obtenido de la experiencia en s.

Con la siguiente expresión se halla la viscosidad
medida experimentalmente desde un viscosímetro
ubbelohde con respecto al tiempo

3. Métodos Experimentales.De manera inversa sucede con los gases, la
viscosidad aumenta con la temperatura, porque
microscópicamente a mayor temperatura existe
mayor actividad molecular, debido a que las
moléculas se chocan unas que otras con mayor
velocidad.

Viscosímetro.
Se dispone de un viscosímetro ubbelohde de vidrio
una perilla de succión, una jeringa plástica con
escala, un cronometro manual y cuatro tipos de
fluidos distintos (agua, alcohol etílico, propelinglicol,
glicerina).

1


__________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____

Para efectuar el procedimiento se vierten 12 ml del
líquido problema por el tubo más ancho del
viscosímetro (3) hasta que la superficie del fluido
quede en la marca M.
El capilar debe estar verticalmente y a una
temperatura ambiente comprendida en 15sC y
30sC.

Se trabajo con dos gotas de fluidos, ya que en el
caso del alcohol, el tiempo de ebullición era menor
al que tardaba en hacer el recorrido.

4. Cálculos y Resultados
Cálculos experimentales - Viscosímetro.
En la siguiente tabla se encuentran los datos del
tiempo en que tarda en fluir las sustancias
problemas por el capilar obtenidos en la
experiencia:

Viscosímetro (s)
Alcohol

Agua

(30°C)

(32°C)

(31°C)

45.39

6’55,95

18.46

45.41

6’55,66

18.66

45.38

Se procede a cerrar el orificio del tubo 1 con el
dedo y aspirar en el tubo 2 con la perilla, creando
así un vacío; succionando poco a poco el líquido
subirá hasta la bola de avance (B), ya en este punto
se interrumpe laaspiración y se retira la perilla,
liberando instantáneamente el orificio del tubo 1, de
inmediato el liquido empezara a descender y se
mide el tiempo que tarda el menisco inferior del
fluido en pasar desde
hasta
, expresándolo
en segundos.
Este viscosímetro es valido solo para determinar
viscosidades cinemáticas comprendidas entre
.

Propilenglicol

6’55

16.52

̅

̅

̅= 18.54

Mediante la siguiente fórmula podemos hallar la
viscosidad de los fluidos, sabiendo que la constante
del viscosímetro de referencia 1B es 0.05 cSt/s

Para alcohol:

Placa de vidrio.
Con una placa de vidrio de 9.5 x 3.6 cm, un
cronometro manual, una jeringa de plástico y 3
líquidos distintos (agua, glicerina, alcohol etílico) se
construyo el siguiente sistema en donde se pudo
observar y analizar empíricamente la viscosidad de
los fluidos con respecto al tiempo en que tardaban
en llegar al final de la placa de vidrio.

Para propilenglicol

Para agua:

2


__________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____ __________ ______ ____

6. Experimento teórico.

Calculo de errores.
Sabiendo que los valores teóricos de los fluidos
anteriores son

Al colocar una aguja en la superficie de un vaso
con agua nos damos cuenta que la aguja no se
sumerge, este fenómeno es gracias a la tensión
superficial producida por el fluido, la cual es
posible por la atracción de las moléculas del
liquido por debajo de la superficie. La película
formada gracias a la cohesión de las partículas
puede visualizarse con base enla energía
superficial o el trabajo por unidad de área
requerida para llevar las moléculas a la
superficie.
Este experimento es posible solo utilizarlo con
líquidos con baja tensión superficial, por
ejemplo, el agua cuyo valor es 0.074 N/m a
20°C. A diferencia del mercurio que es de 0.51
N/m se necesita mayor energía superficial para
crear la película que permite hacer que la aguja
flote; por esta razón este experimento no
funciona con fluidos de baja densidad como el
mercurio.

Cálculos experimentales – Placa de vidrio.

Placa de vidrio (s
Alcohol

Propilenglicol

Agua

(30°C)

(32°C)

(31°C)

(31°)

1.22

5.71

1.32

16.62

1.48

5.40

1.22

13.36

1.63

6.38

1.29

7. Conclusiones.

Glicerina

13.56

̅

̅

Al realizar esta experiencia nos damos cuenta
que las fuerzas que actúan para deformar un
fluidos son los esfuerzos cortantes, que este a
su vez, es la componente de la fuerza tangente
a la superficie sobre su área.

̅= 1.28

Al aumentar la temperatura, propiedades como
la viscosidad y la tensión superficial son
afectadas ya que ambas son efecto de la
cohesión
molecular
y
esta
disminuye
inversamente proporcional con la temperatura,
conllevando a esto a un aumento de volumen.
Si se habla de aumento de presión debe
saberse que la densidad varía directamente
proporcional con esta, por lo tanto se genera
una disminución de volumen; cabe resaltar que
los líquidos son incompresibles, y esta teoría es
válida solo para cambios bruscos de presión.

5. Análisis de resultados.
En el cálculo de loserrores relativos que se
realizó en la sección 4, se puede observar un
porcentaje bastante alto, esto se debe a que el
viscosímetro presentaba una grieta en la bola
de avance, la cual no permitía un vacio total en
el instrumento, el accionar tardío del
cronómetro, la falta de precisión al momento de
tomar medidas y al ambiente inapropiado de
trabajo que tenia poca luz.

Al medir viscosidades es necesario utilizar
instrumentos muy bien calibrados y en óptimas
condiciones, ya que de lo contrario, lo esperado
sería un porcentaje de error elevado y las
medidas no serían recomendables para ningún
tipo de estimación.

Por otro lado, los resultados obtenidos del
experimento con la placa de vidrio fueron los
esperados, aunque para los alcoholes la prueba
se dificultó un poco ya que estos se
evaporaban antes de cumplir el recorrido
estipulado, pero para el agua y la glicerina se
realizo la prueba sin inconvenientes.

De los fluidos problemas, el más viscoso fue la
glicerina ya que las fuerzas de cohesión entre
sus moléculas son mayores a diferencia del
agua, que fue el menos viscoso ya que fluía
con mayor facilidad.

Referencias bibliográficas.
[1] Victor L. Streeter, E. Benjamin Wylie, Keith
W. Bedford.MECANICA DE FLUIDOS. 9s
edición. Ed.Mc Graw Hill.
[2]Irving H. Shames. MECANICA DE FLUIDOS.
3s edición. Ed.Mc Graw Hill.
[3] Claudio Mataix. MECANICA DE FLUIDOS Y
MAQUINAS HIDRAULICAS. 2s edición. Ed
Alfaomega.

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