Viscosidade de Liquidos - Método viscosímetro capilar ostwald

LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA

CURSO: Engenharias TURMA: T22

COMPONENTES DO GRUPO

NOME No. NOTA

1 - Ana Carolina Moura 2716057

2 - Camila Ribeiro 2416301

3 - Flávia Sayuri 2416092

4 - Guilherme Ribeiro 2416097

Data de realização da experiência 06 / 03 / 2017

Data de entrega do relatório 20 / 03 / 2017

Profa.: Maria Olivia

EXPERIÊNCIA: VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS - MÉTODO DE OSTWALD

VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS

Alguns líquidos fluem mais facilmente que outros. Os que fluem lentamente, como óleo de ricino, óleos lubrificantes, são líquidos com elevada viscosidade. Líquidos de baixa viscosidade são análogos à água, benzeno, gasolina, etc. Em geral, pode-se dizer que viscosidade de um líquido determina sua velocidade de fluxo.

Com mais exatidão, a viscosidade é a resistência que sofre uma camada do líquido para mover-se em relação a uma outra camada vizinha. Podemos imaginar uma coluna de líquido, num tubo circular, como sendo constituído de camadas concêntricas cilíndricas. Ao se mover ao longo do tubo, a camada mais próxima das paredes permanece estacionária, no caso de o líquido molhar a parede. Cada uma das camadas seguintes, move-se a uma velocidade que aumenta à medida que ficam mais próximas do eixo do cilindro. Esta forma de escoamento é conhecida como escoamento laminar. No tratamento teórico deste tipo de fluxo, admite-se que o líquido tenha um atrito interno, que se opõe ao movimento das camadas cilíndricas. Este atrito é a viscosidade do líquido. A unidade de viscosidade, poise (P), é definida como a viscosidade de um líquido em que a unidade de força por unidade de área, agindo sobre duas camadas líquidas de áreas unitárias e separadas pela unidade de comprimento, provoca um deslocamento que ocorre com a unidade de velocidade. Matematicamente vale dizer que:

A viscosidade é usualmente representada pela letra grega eta (  ).

Existem diversos métodos para a medição da viscosidade, mas o mais prático é conhecido como método de Poiseville no qual é empregado um aparelho conhecido como viscosímetro de Ostwald.

O método consiste em medir o intervalo de tempo necessário para que um volume conhecido de líquido escoe através de um capilar, de comprimento e raio conhecido, sob a ação da gravidade. Mediante procedimentos teóricos, Poiseville determinou que a viscosidade do líquido é dada por:

(1)

onde:

p = pressão hidrostática sobre o líquido (proporcional à densidade do líquido) ;

t = tempo de escoamento, em segundos;

r = raio do capilar, em centímetros;

L = comprimento do capilar, em centímetros;

v = volume do líquido, em centímetros cúbicos.

Sabe-se que a determinação da viscosidade absoluta envolve certa dificuldade, portanto, em geral prefere-se a determinação da relação entre as viscosidades de dois líquidos, com o auxílio de um viscosímetro. A pressão p que força o líquido de densidade d através do capilar do aparelho é hdg, onde g é a aceleração da gravidade e h é a diferença de cotas entre os dois meniscos do instrumento. Mesmo com h variando durante a experiência os limites superior e inferior são os mesmos, logo p é proporcional à densidade.

A relação entre as viscosidades 1 e 2 dos líquidos 1 e 2 com as densidades, respectivamente, d1 e d2 é:

1 / 2 = d1 . t1 / d2 . t2 (2)

onde:

t1 e t2 são os tempos médios de fluxos.

A variação da viscosidade de um líquido com a temperatura pode ser expressa pela equação de Arrhenius:

 = A . e E/RT (3)

ou

(4)

onde:

A = constante

E = energia necessária para deslocar o volume que fica acumulado entre os meniscos, através do capilar

T = temperatura em Kelvin

R = constante dos gases = 1,987 cal/mol.K = 8,314 J/mol.K

OBJETIVO

O experimento tem como objetivo medir a viscosidade da água (H2O) e do etanol (C2H6O) em temperatura ambiente e específica, para que fosse possível compará-las.

ESQUEMA DA APARELHAGEM