Viscosidade de um fluído

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 , e incerteza σt (N=3) (completar a tabela 3);[pic 3]

Média:                                                                                                           incerteza:                   [pic 4][pic 5]

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 6]

                          Velocidade:                                                           incerteza: equação na última folha[pic 7]

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 8]

                          Viscosidade:                                                                incerteza: equação na última folha[pic 9]

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

                          Viscosidade: υ = μ/ρfluido                                                 incerteza: equação na última folha[pic 10]

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

                          Número de Reynolds: Re = v.D/υ                                              incerteza: equação na última folha[pic 11]

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: Glicerina	Esfera: aço	1- 4,55             [mm]	4,55         [cm]	2,275  [cm]
ρ do Fluido:  1,26     [ g/cm3]	ρ da Esfera: 7,85   [g/cm3]	2- 6,55             [mm]	6,55        [cm]	3,275  [cm]
T do Fluido: 23                 [°C]	L:  40                             [cm]	3- 6,55             [mm]	6,55        [cm]	3,275  [cm]