DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE VISCOSIDAD POR EL METODO DE LA ESFERA DESCENDENTE.Benavides, Esteban (0523121). tebanbena87@gmail.com; Soto, Sebastin (0934492). ssoto121@gmail.com.

4 de Marzo del 2014. Departamento de Qumica Universidad del Valle.Palabras clave: coeficiente de viscosidad, Mtodo esfera descendente, Ley de Stokes

Resumen. Se determin el coeficiente de viscosidad del glicerol, mediante el mtodo de la esfera descendente calculando la velocidad de cada de una esfera a una distancia de 15 cm, su densidad y radio. El coeficiente de viscosidad encontrado fue de 1,5591 Pa.s presentando un porcentaje de error relativo del 10,73 % respecto al reportado en la literatura (1,4080 Pa.s a 20 C).LABORATORIO DE CINTICA - UNIVERSIDAD DEL VALLE

Introduccin. La viscosidad () se puede definir como la oposicin de un fluido al movimiento al aplicrsele una fuerza, se expresa en unidades de Kg/m.s, o Poise (donde 1Kg/m.s= 10 Poise)(1). Este parmetro caracterstico de los fluidos tiene importancia en sus diversas aplicaciones industriales, particularmente en el desempeo de los lubricantes usados en mquinas y mecanismos, en el diseo de conductos para fluidos como acueductos, en las fbricas para el bombeo y traslado de los materiales que se procesan(2). Existen varios mtodos fsicos para medir la viscosidad de un fluido, de los cuales, el ms usado por su simplicidad y buenos resultados es el mtodo de la esfera descendente basado en los fundamentos de la ley de Stokes de acuerdo a la Ec.1, para la medida de la viscosidad(3). En esta prctica experimental, se har uso de este mtodo para determinar el coeficiente de viscosidad del glicerol a temperatura ambiente usando como cuerpo de contacto una esfera metlica y un tubo de vidrio como sistema, luego se comparara con el valor reportado en la literatura y se explicara las posibles causas de error en esta determinacin.

Metodologa. Para la determinacin del coeficiente de viscosidad del glicerol, se registr el tiempo de descenso de una esfera metlica al recorrer 15 cm de un tubo que contena glicerol para calcular la velocidad de descenso de la esfera. Para obtener estas mediciones de tiempo de cada con mayor exactitud, se realizaron 5 grabaciones de video y no se utiliz el cronmetro. Adems se midieron las densidades tanto del fluido, por medio de un matraz de 25 mL, como de la esfera a travs del principio de Arqumedes, que establece que el empuje sobre un objeto sumergido en un fluido es igual al peso del fluido desalojado.Resultados y discusin. En la tabla 1 se presentan las propiedades fsicas determinadas de la esfera y del glicerol, necesarios para la obtencin del coeficiente de viscosidad () del glicerol.Tabla 1. Datos de las propiedades fsicas del glicerol y de la esfera metlica.Densidad , glicerol(kg/l)Densidad ,esfera(kg/l)Radio, esfera(m)

1,25522,31236,6328 x 10-3

En la tabla 2 se presentan los resultados obtenidos de la viscosidad del glicerol por el mtodo de la esfera descendente empleando los datos de la tabla 1 y utilizando la Ec.1.Tabla 2. Resultados de la medicin de la viscosidad del glicerol por medio del mtodo de la esfera descendente.Tiempo promedio recorrido esfera(s)Velocidad terminal esfera (m/s)Viscosidad, , glicerol (Pa.s )Viscosidad, , glicerol (Pa.s) literatura (4)Porcentaje error (%)

2,40,06251,55911,408010,73%

Mediante el mtodo de la esfera descendente se determin que el coeficiente de viscosidad () para el glicerol fue 1,5591 Pa.s con un porcentaje de error relativo bajo del 10,73 % con respecto al valor reportando en la literatura (1,4080 Pa.s a 20 C)(4). Una de las principales fuente de error en este experimento se debe a la influencia de las paredes y del fondo del tubo; debido a que causan perturbaciones que introducen un error sistemtico que hace que el valor de la viscosidad se incremente con respecto al real [5]. Para calcular la velocidad, midiendo el tiempo de cada de la esfera se recurri a la grabacin de videos que mejoran la exactitud en esta medicin, superando las limitaciones al usar un cronometro convencional. La velocidad lmite, es la velocidad de cada de la esfera a travs del glicerol en un tiempo infinito, la cual tiende a un valor fijo y se alcanza poco despus de comenzar la cada asintticamente. En la prctica, posiblemente la esfera no alcanz esta velocidad constante debido a que la distancia recorrida por la esfera era muy corta y aun se encontraba acelerada haciendo que el coeficiente de viscosidad sea mayor que el esperado. Adicionalmente la temperatura influye directamente en la medicin ya que cuando sta aumenta la viscosidad disminuye [6], lo cual no se evidenci en el valor experimental encontrado pues el coeficiente de viscosidad terico se encuentra reportado a una temperatura inferior de la que se tena al momento de realizar la prctica. Conclusiones. Empleando el mtodo de la esfera descendente, se determin satisfactoriamente el coeficiente de viscosidad del glicerol cuyo valor fue de 1,5592 Pa.s con un porcentaje de error bajo del 10.73 %, confirmando as que el uso del mtodo de la esfera descendente es una prueba eficaz para la determinacin de la viscosidad de diversa cantidad de lquidos o fluidos obtenindose errores relativamente pequeos con respecto al resultado terico. Finalmente se evidencio que la temperatura del sistema afecta significativamente la determinacin del coeficiente de viscosidad ya que su aumento disminuye la viscosidad del fluido, por lo tanto es indispensable mantener controlada esta variable experimental. Referencias. [1] Ing. Santibaez, Mara C. Centro Nacional de Capacitacin Azucarera MINAZ.http://www.ecured.cu/index.php/Viscosidad. Revisada: Marzo del 2014.[2] Julio Cesar de la Cruz. http://www.lawebdefisica.com/files/practicas/fluidos/viscosidadliquidos.pdf. Revisada: Marzo del 2014.[3] Levine, I. (2004). Fenmenos de transporte. En: Fisicoqumica. Vol. 2. McGraw-Hill/Interamericana de Espaa, S.A., Espaa. Pg. 620.[4] National Physical laboratory. Tables of physical and Chymical constants. http://www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_2/2_2_3.html. Revisada: Febrero del 2014.[5] Annimo. Mecnica y fluidos: Viscosimetra, mtodo clsico o de Stokes. http://www.aulavirtual-exactas.dyndns.org/claroline/backends/download.php?url=L1RQX05fNV8tX1Zpc2Nvc2ltZXRyYS5wZGY%3D&cidReset=true&cidReq=GUNIFDF. Revisado: Marzo de 2014. [6] Levitt, B. Propiedades de los fluidos. En: Qumica fsica practica de Findlay. REVERT, S.A. Espaa. Pg 103.