Experimento de Viscosidade: Fenômenos de Transporte

Fenômenos de Transporte

 

Experimento 1: Determinação da viscosidade de um fluido[pic 1]

Viscosidade: 

A viscosidade dos líquidos vem do atrito interno, isto é, das forças de coesão entre moléculas relativamente juntas. Desta maneira, enquanto que a viscosidade dos gases cresce com o aumento da temperatura, nos líquidos ocorre o oposto. Com o aumento da temperatura, aumenta a energia cinética média das moléculas, diminui (em média) o intervalo de tempo que as moléculas passam umas junto das outras, menos efetivas se tornam as forças intermoleculares e consequentemente resulta em uma menor a viscosidade.

Parte 1: Através da coluna de Stokes

Teoria

[pic 2]

Material

• Tubo de vidro preenchido com glicerina preso a haste vertical;
• Esferas de aço de diferentes diâmetros;
• Imã para recolher as esferas;
• Cronômetro;
• Termômetro;
• Trena;
• Paquímetro;
• Nível de bolha;

Procedimento Experimental

1. Nivelar o conjunto;
2. Definir a distância L do tubo, ajustando as marcas superior e inferior:

1. Deixar a marca superior a uma distância mínima de 10 cm da superfície da glicerina;
2. Tomar o maior comprimento L possível, deixando uma distância mínima de 5 cm entre a marca inferior e o fundo do tubo;

1. Medir o valor do comprimento L (completar a tabela 1.1);
2. Medir o diâmetro D das esferas de aço com o paquímetro (completar a tabela 1.1);
3. Calcular os valores do raio R das esferas (completar a tabela 1.1);
4. Medir a temperatura T da glicerina (completar a tabela 1.1);
5. Soltar 3 vezes as esferas de cada diâmetro e medir o tempo t de queda de cada esfera (completar a tabela 1.2):

1. Tomar cuidado para a esfera cair no centro do tubo. Se estiver muito próximo da parede desprezar a medida e soltar novamente;

1. Calcular os valores da média do tempo [pic 3][pic 4], e incerteza σt (N=3) (completar a tabela 3);

Média: [pic 5][pic 6]                                                                                                          incerteza: [pic 7][pic 8]                 

1. Considerar ρfluido=1,26 g/cm3 (fluido-glicerina) (completar na tabela 1.1);
2. Considerar ρesf=7,85 g/cm3 (esfera-aço) (completar na tabela 1);
3. Calcular os valores de velocidade V de queda das esferas com incerteza σV (completar a tabela 1.2);[pic 9]

                          Velocidade: [pic 10]                                                          incerteza: equação na última folha

1. Calcular os valores da viscosidade dinâmica μ com incerteza σμ (g=9,80 m/s2=980 cm/s2) (completar a tabela 1.2).[pic 11]

                          Viscosidade: [pic 12]                                                               incerteza: equação na última folha

1. Calcular os valores da viscosidade cinemática ν com incerteza σν (completar a tabela 1.2).

                          Viscosidade: υ = μ/ρfluido [pic 13]                                                incerteza: equação na última folha

1. Calcular os valores do número de Reynolds (completar a tabela 1.2).

                          Número de Reynolds: Re = v.D/υ [pic 14]                                             incerteza: equação na última folha

Dados Experimentais e Resultados

Tabela 1.1: Dados e parâmetros experimentais utilizados no experimento de viscosidade

	Diâmetro da Esfera	Diâmetro da Esfera	Raio da Esfera
Fluido:	Esfera:	1-                      [mm]	[cm]	[cm]
ρ do Fluido:               [ g/cm3]	ρ da Esfera:            [g/cm3]	2-                      [mm]	[cm]	[cm]
T do Fluido:                       [°C]	L:                                   [cm]	3-                      [mm]	[cm]	[cm]