Si el líquido es de menor densidad que el
agua, el empuje será menor y el lastre se
hundirá y será preciso retirar el
reiter S colocado para ajustar la balanza y proceder a
continuación como en el caso anterior, hasta lograr el
equilibrio. En
este caso
Como la perdida de peso en el agua es
A, el peso especifico del liquido es:
Si alguno de los jinetillos no está
colocado, su cifra correspondiente es cero. Véanse los
ejemplos en el "Manual de
Instrucciones" de la balanza.
Obsérvese que para obtener la densidad del
líquido problema, r ó , ésta ha de
correguirse por la densidad del agua a la
temperatura a
la que ésta se encuentre.
El viscosímetro de Ostwald
La ley de Poiseulle
establece que el volumen de un
fluido viscoso que se desplaza por el interior de una
tubería horizontal recta en un intervalo de tiempo t y en
régimen de Poiseuille es:
donde r es el radio del tubo, L
su longitud, h la viscosidad del
líquido y
p1 ? p2
la diferencia de presión
existente entre los extremos del tubo y que origina el
desplazamiento del fluido. Así pues, si se mantiene una
diferencia de presión p1 ? p2 constante a lo largo del
tubo, se mide
p1 ? p2 , V, t, L
y r, puede conocerse la viscosidad del
líquido. Esto sería una medida absoluta de la
viscosidad. Si el tubo es vertical, el desplazamiento del fluido
se debe a la acción
de la gravedad sobre él; en este caso
la expresión [5] se escribe:
Puede determinarse la viscosidad de un
líquido fácilmente mediante un dispositivo
denominado viscosímetro. El más
empleado es el viscosímetro de Ostwald (Figura 2) que
consta de
un tubo capilar unido por su parte inferior a un
tubo más ancho curvado en forma de U, y por la parte
superior a una ampolla o ensanchamiento limitada por dos señales
que encierran un volumen V en A.
El funcionamiento del viscosímetro de
Ostwald se basa en la ley de Poiseuille (ecuación [6]),
que podemos escribir así:
Midiendo el tiempo t que emplea el agua destilada
(densidad r y viscosidad h conocidas) en
desalojar el volumen V en A entre las marcas E, y el
que emplea el mismo volumen del líquido problema
(viscosidad h' y densidad r'), aplicando la expresión [7]
para ambos líquidos se obtiene:
Así pues, si se conoce la viscosidad de
uno de los líquidos y la densidad de ambos, se
puede determinar la viscosidad del otro sin
más que medir el tiempo que cada uno emplea en desalojar
el volumen V fijo del viscosímetro. Éste es un
método de
medida relativo. Nótese que el método relativo
evita dos dificultades que presenta el método absoluto. La
primera es mantener constante y medir la diferencia de
presión
p1 ? p2 , y la segunda es medir el radio del
capilar, que debe hacerse con mucha precisión ya que
aparece a la cuarta potencia en la
expresión [6]. Además,
el viscosímetro de Ostwald permite
controlar fácilmente la temperatura, ya que ésta
influye mucho en
el valor de la
viscosidad.
REALIZACIÓN
Medida de la densidad
1. Se llena la probeta de agua destilada y se
introducen el inmersor y el termómetro en ella. Se coloca el reiter
especial S, y se equilibra la balanza, ajustándola con
mucho cuidado con lo niveladores V y V´ (Figura 1).
2. Se anota la temperatura del agua, y se
determinan la densidad y la viscosidad a dicha temperatura
interpolando en la Tabla 1.
3. Se vacía y se seca la probeta.
4. Sin modificar las condiciones de la balanza de
Mohr, se sustituye el agua destilada de la probeta una vez limpia
y seca por el líquido problema.
5. Se mide su densidad relativa r ó , y
después se corrige por la densidad del agua a la
r
temperatura ambiente para
obtener r ó .
6. Después de la lectura se
devuelve el líquido problema al recipiente, se limpia y
seca con cuidado el inmersor y se enjuaga y seca la probeta.
7. Se repite la operación desde el punto 3
para el otro líquido problema.
Medida de la viscosidad
1. Se vierten 5 cm3 de agua destilada con una
pipeta por la rama ancha del viscosímetro.
2. Se aspira con cuidado por la rama del capilar
hasta que el agua llene el ensanchamiento A y alcance un nivel
ligeramente superior a la señal superior E. El nivel en el
ensanchamiento N
ha de ser inferior a la marca inferior T
del tubo capilar.
3. Se deja fluir el agua manteniendo el aparato
en posición vertical. Cuando su nivel pasa por
la marca superior E se empieza a contar el
intervalo de tiempo que tarda el nivel del agua en pasar por la
marca inferior E del ensanchamiento A que indica su vaciado,
anotando el resultado, t.
4. Una vez limpio y seco el viscosímetro,
se repite la medida con 5 cm3 del primer líquido
problema, en igualdad de
condiciones, y se anota el intervalo de tiempo t' que tarda en
realizarse el vaciado de A.
5. Una vez efectuadas varias medidas, con
los valores
medios de los
intervalos de tiempo t y t'
del agua y del líquido problema, los
valores de las
densidades r y ?´, y empleando la expresión [8], se
determina la viscosidad del líquido problema.
6. Se repiten los pasos anteriores para el otro
líquido problema.
RESULTADOS Y
CONCLUSIONES
a) Densidad de los dos líquidos
problema.
b) Viscosidad de los dos líquidos
problema.
c) Comparación de los resultados obtenidos
con los valores de la bibliografía para estos dos
líquidos (etanol y acetona).
Autor:
Ricardo Justiniano Moreno
Santa Cruz – Bolivia
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