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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