Fuidos: Determinar la viscocidad de un fluido (1)  
 

Autor de Applet: Curso Física por Ordenador del autor: Profesor Ángel Franco García, de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar,  España.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm

 
 

En esta página, describimos dos métodos de medida de la viscosidad de un líquido. En ambos casos, el fluido circula a través de un tubo capilar.

Caída de un columna vertical de fluido

Se dispone de tubos de vidrio de 1.6 m de longitud y cuyos radios pueden variar entre 0.1 y 0.5 mm. Se coloca el tubo verticalmente sobre un recipiente que contiene el líquido, tal como se muestra en la figura. Se succiona el líquido que asciende hacia arriba y cuando llega a una determinada altura se tapa el extremo superior con un dedo, mientras el otro extremo permanece en el depósito.

Se retira el dedo que obstruye la entrada de aire por el extremo superior, se pone en marcha un cronómetro y se mide el tiempo que tarda el líquido en caer una distancia x.

Cuando un líquido fluye por un capilar de radio R, con velocidad (media) v. La ley de Poiseuille afirma que el gasto G= πR2v es proporcional al gradiente de presión (p1-p2)/L entre dos posiciones 1 y 2 del capilar que distan L.

Si en un instante t la altura del líquido en el tubo vertical es x. La diferencia de presión p1-p2=ρgx debida a la altura de la columna de fluido en el tubo, mueve a la columna de fluido de longitud L=x con velocidad v.

Siendo ρ la densidad del fluido

Si inclinamos la varilla un ángulo θ, la diferencia de presión disminuye,

p1-p2=ρ(cosθ)x

y la velocidad constante de caída del fluido v vale

Los valores de la densidad ρ de los líquidos analizados se proporcionan en la siguiente tabla

Líquido

Densidad (kg/m3)

Agua

1000

Acetona

791

Alcohol etílico

790

Anilina

1020

Cloroformo

1489

Fuente: Koshkin N. I., Shirkévich M. G. Manual de Física Elemental. Editorial Mir (1975). pág. 37

Ejemplo

  • Se elige agua, densidad, ρ=1000 kg/m3

  • Se inclina el tubo θ=60º

  • Se elige el tubo de radio R=0.2 mm

La columna de agua en el tubo se desplaza 1 m en 42.75 s.