RELATÓRIO DA PRÁTICA 2 - COEFICIENTE DE VISCOSIDADE

Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

IPUC- Instituto Politécnico

 

 

 

 

 

 

 

RELATÓRIO DA PRÁTICA 2

COEFICIENTE DE VISCOSIDADE

 

Aluna: Ana Luiza Vasconcelos Camargos Dutra

Belo Horizonte

Agosto

2018

1. INTRODUÇÃO

Quando uma esfera metálica cai através de um tubo contendo líquido, de densidade 𝜌𝐿, acelera até que a força de atrito de viscosidade 𝐹 do líquido, juntamente com seu empuxo, 𝐸=𝜌𝐿𝑉𝑔, iguale ao peso 𝑃=𝑚𝑔 da esfera, isto é, a esfera acelera até que

𝑚𝑔=𝜌𝐿𝑉𝑔+𝐹   (1)

Quando a condição representada na equação (1) é satisfeita, a esfera cai com velocidade constante, velocidade limite ou terminal.

Segundo Stokes, a força de atrito de viscosidade 𝐹, sobre uma esfera de raio 𝑟 movendo-se com velocidade 𝑣 através de um líquido de coeficiente de viscosidade 𝜇, é dada por:

𝐹=6𝜋𝜇𝑟𝑣   (2)

Sabendo-se que [pic 1] e 𝑚=𝜌𝑒𝑉, em que 𝜌𝑒 é a densidade da esfera, podemos escrever a equação (1) como segue:

𝜌𝑒[pic 2]𝑔= 𝜌𝐿[pic 3]𝑔+6𝜋𝜇𝑟𝑣.

Isolando 𝜇 podemos obter a expressão para o cálculo do coeficiente de viscosidade do líquido.

𝜇=[pic 4]    (3)

        Portanto, aferiremos através do movimento de uma esfera no líquido, a viscosidade do mesmo, com os dados obtidos do raio da esfera, velocidade captada pelo tempo nos sensores, gravidade e massas específicas.

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1. DESENVOLVIMENTO

1. Objetivos

Determinar o coeficiente de viscosidade de um líquido.

1. Material utilizado

Tripé, barra em alumínio com régua milimetrada, cinco sensores fotoelétricos, cronômetro multifunções, tubo de vidro preenchido com líquido a ser analisado (glicerina), uma esfera, acessórios para fixação do tubo de vidro e um imã.

1. Procedimento

• Primeiramente, mediu-se o diâmetro da esfera a ser utilizada.
• Determinou-se a massa específica 𝜌𝑒 da esfera.
• Verificou-se a massa específica 𝜌𝐿 do líquido utilizado.

• Os 5 sensores estão apostos ao tubo de vidro. Mediu-se a distância entre eles.
• Conectou-se os sensores ao cronômetro, medindo o tempo que a esfera gastou percorrendo de um sensor ao outro. Obtendo-se 4 tempos.
• Abandonou-se a esfera no topo do tubo e anotou-se os tempos na tabela 1.
• Desenvolveu-se os cálculos com os valores obtidos determinando a viscosidade do líquido utilizado.

[pic 5]

Figura 1: Montagem do experimento

2.4 Resultados

Tabela 1: Dados do movimento da esfera

SENSORES	TEMPO (s)	DISTÂNCIA (cm)	Vel. (cm/s)	Vel. Média (cm/s)	Diâmetro da esfera  (cm)	Viscosidade (g/cm.s)
1º INTERVALO	0,671	10	14,903	14,121	0,63	10,5133023
2º INTERVALO	0,696	10	14,368
3º INTERVALO	0,732	10	13,661
4º INTERVALO	0,738	10	13,550