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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE DE GROHMANN ESCUELA DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS LÍQUIDOS

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS LÍQUIDOS

I.

INTRODUCCIÓN: La solución de cualquier problema de flujo, requiere un conocimiento de las propiedades físicas del fluido que se desea manipular. Algunas de estas juegan un papel fundamental, mientras que otras influyen muy poco o nada de acuerdo al proceso a manejar. Por ejemplo, en la estática de los fluidos, el peso específico es la propiedad importante mientras que en el flujo de fluidos, la densidad y la viscosidad son las que predominan. Los fluidos, como todos los materiales, tienen propiedades físicas que permiten caracterizar y cuantificar su comportamiento así como distinguirlos de otros. Algunas de estas propiedades son exclusivas de los fluidos y otras son típicas de todas las sustancias. En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad

II.

OBJETIVOS:  Determinar la viscosidad y la tensión superficial de los líquidos a una determinada temperatura, por los métodos del viscosímetro de Ostwald 

y de la elevación capilar, respectivamente. Plantear la solución de problemas referentes a la viscosidad y tensión superficial.

1

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III.

FUNDAMENTO TEORICO: Los fluidos, como todos los materiales, tienen propiedades físicas que permiten caracterizar y cuantificar su comportamiento así como distinguirlos de otros. Algunas de estas propiedades son exclusivas de los fluidos y otras son típicas de todas las sustancias. Características como la viscosidad, tensión superficial y presión de vapor solo se pueden definir en los líquidos y gasas. Sin embargo la masa específica, el peso específico y la densidad son atributos de cualquier materia. VISCOSIDAD: La viscosidad es la medida de las fuerzas que dentro de un material se oponen al flujo. También se define como la resistencia experimentada por una porción de un líquido cuando se desliza sobre otra. La viscosidad depende del estado físico de los cuerpos. El fenómeno de la viscosidad se debe al enlace intermolecular, por tanto, entre mayor sea el valor de las fuerzas intermoleculares mayor será la viscosidad de los líquidos. La viscosidad se expresa en términos de coeficientes de viscosidad, cuya unidad es el polse que es igual a una dina-seg/cm2. El instrumento más utilizado para la viscosidad es el viscosímetro de ostwald. El método para la determinación de la viscosidad con este instrumento consiste en medir el tiempo que tarda en fluir bajo la acción de la gravedad, un volumen conocido de líquido (el volumen comprendido entre a y b), a través de un capilar b de longitud y radio conocidos. A partir de consideraciones teóricas poiseville obtuvo la siguiente ecuación, que es aplicable el procedimiento de ostwald. Aunque se pueden determinar experimentalmente los valores de todas las variables de la ecuación de poiseville para un viscosímetro dado, de manera que es posible determinar la viscosidad absoluta, sin embargo, el procedimiento más usual consiste en determinar la viscosidad relativa a una sustancia de referencia a temperatura fija. Para obtener la viscosidad relativa de una sustancia a una temperatura dada es necesaria medir su tiempo de flujo a esa temperatura y el tiempo de flujo correspondiente al mismo volumen de agua en el viscosímetro a 25ºc. La relación de viscosidad vendrá dada por la siguiente ecuación: 2

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TENSION SUPERFICIAL: En el mundo que nos rodea, junto a la gravedad, elasticidad y rozamiento, actúa otra fuerza a la que de ordinario no prestamos atención. Esta fuerza actúa a lo largo de la tangente a la superficie de todos los líquidos y recibe el nombre de FUERZA DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL. Es relativamente pequeña, pero desempeña un papel de no poca importancia en la naturaleza. ACCIÓN DE LAS FUERZAS DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL. Para percibir el carácter de las fuerzas de la tensión superficial lo mejor es observar cómo se forman las gotas en un grifo no cerrado del todo. Mire atentamente cómo la gota crece poco a poco, se forma un estrechamiento-garganta-y la gota se desprende. No hace falta gran imaginación para figurarse que el agua está como encerrada en una bolsita elástica y que esta bolsita se rompe cuando su resistencia es insuficiente para aguantar una masa grande de agua. En realidad en la gota no hay más que agua, pero la misma capa superficial del agua se comporta como

si

fuera

una

membrana

elástica tensa. La misma impresión causa la película de una pompa de jabón, que se parece a un tenue globo de goma inflado.

IV.

RELACION DE MATERIALES Y REACTIVOS:

3

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MATERIALES: -

Viscosímetro Termómetro Tubo capilar

-

REACTIVOS: Alcohol Aguas destilada

-

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Cronometro Tubo de ensayo Regla graduada

V.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: - EXPERIMENTO Nº1: VISCOSIDAD  Con ayuda de un vaso precipitado llenar el viscosímetro alcohol, y con un cronómetro tomar el tiempo que este llega a la marca (después de la bola), repetir unas tres veces. Los valores deben concordar dentro de un margen razonable.  Repítase las medidas de viscosidad con el alcohol etílico. Para lo cual es -

necesario utilizar un volumen igual al de la sustancia referencial. EXPERIMENTO Nº2: TENSION SUPERFICIAL  En un recipiente pequeño y transparente medir la altura del agua destilada con la ayuda de un tubo capilar.  Medir la temperatura del líquido utilizado, para la evaluación de la

VI.

densidad y la tensión superficial teórica.  Repetir el procedimiento con el alcohol etílico. DISUCION DE RESULTADOS: - EXPERIMENTO Nº1: VISCOSIDAD - En este experimento hemos obtenido la viscosidad del alcohol:  gráficos de los pasos realizados  Datos y resultados del experimento: -

LIQUIDO DE REFERENCIA:AGUA DESTILADA Nº TIEMPO

(SEGUNDOS) 1. 3.2 seg 2. 3.4 seg 3. 3.4 seg

-

Temperatura: 23ºC Densidad: 0.9976

-

G/ML Viscosidad: 0.9378

-

cp -

PROMEDIO: 3.3 seg

-

LIQUIDO PROBLEMA:ALCOHOL

Nº TIEMPO

-

(SEGUNDOS) 1. 4.7 seg 2. 4.6 seg 3. 4.7 seg

-

-

PROMEDIO: 4.7 seg

Densidad: 0.83

-

G/ML (medido del viscosímetro) Viscosidad: 1.11 cp

 RESOLUCION DEL PROBLEMA: -

EXPERIMENTO Nº2: TENSION

SUPERFICIAL -

En este experimento hemos obtenido la

tensión

superficial del alcohol:  Los

graficos

del experimentos son: -

 Los datos y resultados experimentales: -

M u e s t r

Al

-

Dens idad gr/ml

T

-

Tensión superfic ial

-

-

a A g u a d e s t i l a d a A l c o h o l

1.

-

0.997 6 g/ml

2

-

72.278 cp

1.

-

0.830 g/ml

-

-

41.34 dinas/c m

-

 RESOLCUION DEL PROBLEMA: -

VII.

CONCLUSIONES:  Hemos determinado la viscosidad y la tensión superficial del agua destilada, con ayuda de la temperatura, también del alcohol usando el viscosímetro de Ostwald y con los tubos capilares.

 Hemos planteado la solución de los problemas referentes a la viscosidad

VIII.

IX.

y tensión superficial, con todos los datos. RECOMENDACIONES: - Se recomiendo usar un cronometro que sea fácil de usar. - Para tomar el tiempo siempre hay que sacar más pruebas para sacar promedio. BIBLIOGRAFIA: - Química experimental, editorial américa(pág. 12-20) - http://www.monografias.com/ - Http://www.slideshare.net/aleeh_bd/practica de estado liquido - Http://www.ehowenespanol.com/ - http://apmine.files.wordpress.com/2011/06 -