Reporte laboratorio Terminado

8/19/2019 Reporte laboratorio Terminado

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Instituto Tecnológico Superior De Centla

Carrera: Ingeniería Química

Asignatura: Laboratorio Integral 1

REPORTE

N° PRÁCTICA: 1 “Determinación De La Viscosidad De Diferentes

Fluidos – Caída De Bola!

E"#IPO: 6

INTE$RANTES:

ilton Dionisio !al"ador

Leid# Vanessa $ueda %ensab&

'ls# (ac)eline *eófilo Flores

+arla Lili"eet %&re, $amíre,

-esenia (im&ne, Ló.e,

/le0ander Córdo"a allegos

Cate%r&tico: Ing2 Víctor anuel ateo orales

Frontera3 Centla3 *abasco / 14 De Febrero Del 5172

1


2/30

Resu'en:

La "iscosidad es una .ro.iedad de los fluidos 8ue ofrece una resistencia al

mo"imiento relati"o de sus mol&culas3 .osteriormente se utili,a .ara los fluidos de

.erforación3 en el caso de nuestra .r9ctica 1: determinamos la densidad del balín

# de los diferentes lí8uidos .ara así encontrar la "iscosidad de cada una de las

sustancias2

;na manera de .robar la "iscosidad de un fluido es obser"ando cu9nto tarda unoba =acia arriba3 esta se conoce como "elocidad de caída

de bola3 =aciendo 8ue una bola esf&rica caiga libremente a tra"&s del fluido #

midiendo el tiem.o re8uerido .ara 8ue esta recorra una distancia conocida2

Cabe mencionar 8ue al de


3/30

(n%ice Resu'en:...................................................................................................... 2

O)*eti+o:........................................................................................................4

,oti+ación:.................................................................................................... 4

-un%a'entos teóricos:...................................................................................5

• E.uipo:.......................................................................................................5

• ,o%elo /0sico si'pli/ica%o:..........................................................................6

• ipótesis:................................................................................................. 10

• ,o%elo 'ate'&tico:..................................................................................10

Dise2o %e la pr&ctica:...................................................................................12

- 13

•

3aria)les 4 Par&'etros:.............................................................................14• o*a %e %atos:...........................................................................................14

• E.uipo......................................................................................................15

• ,ateriales................................................................................................. 15

• Desarrollo %e la pr&ctica2...........................................................................15

Reali5ación %e la pr&ctica:6...........................................................................16

• ,e%iciones:.............................................................................................. 16

• O)ser+aciones:.........................................................................................24

An&lisis %e %atos 4 resulta%os:.....................................................................24

• C&lculos:.................................................................................................. 24

• An&lisis esta%0stico 4 resulta%os:..............................................................25

• $r&/icas:...................................................................................................25

• Discusión 4 conclusión:............................................................................26

• Sugerencias 4 reco'en%aciones:..............................................................26

Re/erencia.................................................................................................. 27

Ap7n%ice:.................................................................................................... 27

3


4/30

O)*eti+o:

Determinar la "iscosidad de los diferentes fluidos ?caída de bola@2 $eali,ar las

.ruebas de los diferentes lí8uidos3 con a#uda de los e8ui.os 8ue nos .ermitir9

medir # .ro.orcionar datos .ara calcular lo 8ue .ide la .r9ctica dentro del

laboratorio2 Determinar las "iscosidades de cada uno de los fluidos utili,ando

los conocimientos teóricos2

,oti+ación: 'l ingeniero 8uímico reali,ar9 la .r9ctica del m&todo de caída de bola3 en la cual

se .odr9 determinar la "iscosidad mediante la "elocidad en la 8ue cae un ob


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-un%a'entos teóricos:

• E.uipo:Tu)o %e +i%rio 8pro)eta9: instrumento de 1 mm de longitud3 conmarca inicial # final de una longitud conocida2 *ubo de cristal alargado #

graduado3 cerrado .or un e0tremo3 usado como reci.iente de lí8uidos o

gases3 el cual tiene como finalidad medir el "olumen de los mismos2

;so: se recomienda antes de usar la .robeta3 lim.iarla en todo su

interior # e0terior luego introducimos el lí8uido a medir =asta la graduación

deseada2 Cuando estemos llegando al "olumen re8uerido3 aAadimos el lí8uido con

un gotero2

Cronó'etro: 's un relo< de .recisión 8ue se em.lea .ara medir fracciones detiem.o de tiem.o mu# .e8ueAas2

;so: el cronómetro em.ie,a a funcionar cuando el usuario

.ulsa un botón3 el mecanismo3 de esta manera3 comien,a a

contar desde cero2 Cuando dic=o botón "uel"e =acer

.ulsado3 el cronómetro se detiene3 mostrando con e0actitud

el tiem.o transcurrido2

alan5a anal0tica: 's un instrumento de laboratorio 8ue mide la masa de uncuer.o o sustancia 8uímica3 utili,ando como medio de com.aración la fuer,a de la

gra"edad 8ue act>a sobre el cuer.o2

;so: !olo debemos tomar un ob


6/30

3ernier: 's un instrumento de medida 8ue .ermite leer con bastante .recisiónutili,ando un con


7/30

La densidad tiene como unidades )gEm o 1 gEcm2

Peso Espec0/ico: 'l .eso es.ecífico de un fluido se calcula como su .eso sobreuna unidad de "olumen ?o su densidad .or g@ 2 'n el sistema internacional se mide

en GeHton E metro c>bico2

Y = P

V

Dónde: # .eso es.ecífico

% .eso ?mJg@

V"olumen

3olu'en: 's una magnitud definida como el es.acio ocu.ado .or un cuer.o2 'nfísica3 el "olumen es una magnitud física e0tensi"a asociada a la .ro.iedad de los

cuer.os físicos de ser e0tensos3 8ue a su "e, se debe al .rinci.io de e0clusión de

%auli2 La unidad de medida de "olumen en el !istema Internacional de ;nidades

es el metro c>bico3 aun8ue tem.oralmente tambi&n ace.ta el litro3 8ue se utili,a

com>nmente en la "ida .r9ctica2

V =m

ρ

'l "olumen tiene como unidades m o cm2

3eloci%a%: 's la "elocidad obser"ación de caída de bola3 la cual se toma encuenta la distancia recorrida de la esfera entre el tiem.o 8ue recorre el ob


8/30

3iscosi%a%: La "iscosidad es la .ro.iedad de un fluido 8ue da lugar a fuer,as 8uese o.onen al mo"imiento relati"o de ca.as ad#acentes en el fluido2 'n otras.alabras3 la "iscosidad es una medida de la resistencia del fluido a derramarse ofluir .or el interior de un conducto2

La "iscosidad de diferentes fluidos .uede e0.resarse de manera cuantitati"amediante un coeficiente de "iscosidad K2

*i.os de "iscosidades:

La "iscosidad din9mica o /bsoluta: Denominada KaM2 !i se re.resenta la

cur"a de fluide, ?esfuer,o cortante frente a "elocidad de deformación@ se

define tambi&n como la .endiente en cada .unto de dic=a cur"a2

µ= De

2(Ye−Yl)

18V

Donde

De di9metro de la esfera

-e .eso es.ecífico de la esfera

-l .eso es.ecífico del lí8uido

V "elocidad

8


9/30

La "iscosidad a.arente: KM se define como el cociente entre el esfuer,o

cortante # la "elocidad de deformación2 'ste t&rmino es el 8ue se utili,a al

=ablar de "iscosidadM .ara fluidos no neHtonianos2

La "iscosidad cinem9tica: Denominada "iscosidad cinem9tica "M3 8ue

relaciona la "iscosidad din9mica con la densidad del fluido utili,ado2 Lasunidades m9s utili,adas de esta "iscosidad son los centisto)es NcstO2 ?1

!to)e 1 centisto)es cm5Es@2 !u ecuación es la siguiente:

v=µ

ρ

3iscosi%a% ca0%a %e )ola:

;n m&todo 8ue .uede em.learse .ara la caracteri,ación3 # 8ue es .articularmente

>til .ara "elocidades "a=as de ci,allamiento3 es el "iscosímetro de caída de bola2

!e determina la "elocidad límite de una .artícula esf&rica # la "iscosidad efica, del

fluido se calcula a.licando la le# de !to)es2

;e4 %e Sto


10/30

• ipótesis:

La "iscosidad de.ende de la densidad de la sustancia3 así como tambi&n de la

concentración de soluto en un dilu#ente .or su forma # naturale,a 8uímica de sus

mol&culas2 %or lo 8ue en esta .r9ctica se desea conocer la "iscosidad .or medio

del mo"imiento de las .artículas esf&ricas en un lí8uido en re.oso3 a la cual se le

toma su "elocidad3 la longitud del tubo de la .robeta # el di9metro de la esfera3 etc2

!abemos 8ue el .rinci.io de /r8uímedes afirma 8ue todo cuer.o sumergido en unfluido e0.erimenta un em.u


11/30

Pesar el balín, lasprobetas y las

probetas con losdiferentes lí!idos.

"edir el di#$etrode los balínes.

%alc!lar el &ol!$endel balín y de losdiferentes lí!idos.

'btener ladensidad del balín y

de los diferentes(!idos.

%ron)$etrar eltie$po de caída delas esferas en losdiferentes lí!idos

"edir la distanciade las probetas de

los diferentes(!idos.

%alc!lar la&elocidad con la!e cae el ob*eto

en el (!ido,

$ediante ladistancia entre el

tie$po.

%alc!lar el pesoespecí+co del balín

y de los diferentes(!idos.

'btener $ediantetodos los datoscalc!lados la

&iscosidad de losdiferentes (!idos.

Diagrama del sistema:

11


12/30

Dise2o %e la pr&ctica:

12


13/30

13


14/30

3aria)les 4 Par&'etros:

3aria)les: uni%a%es,asa )g

3olu'en m

Densi%a% +gE m

Peso espec0/ico GE$ra+e%a% mEs5

3eloci%a% mEsTie'po s

;ongitu% mDi&'etro m

3iscosi%a% %in&'ica GJsE m

3iscosi%a% cine'&tica mEs

Par&'etros #ni%a%esPresión %a

Te'peratura C

• o*a %e %atos:

TABLA. 1

Jarabe de maíz(miel)

Glicerina Aceite

Masa 0.139965 0.127028kg 0.09036kg

Volmen 100 100 100

!eso es"ecí#co13730

N

m3

12460 N

m3

8860 N

m3

14


15/30

Lon$itd 27.6 27.9 28.3

Velocidad 1 0.0189 0.118 0.272

Velocidad % 0.0180 0.115 0.422

Velocidad & 0.0180 0.082 0.345

TABLA %iscosidad 1 iscosidad 2 iscosidad 3

Jarabe de maíz (miel) 6.531 5.365

Glicerina 1.026 1.056 1.474

Aceite 0.483 0.311 0.381

E.uipo balines

%robetas

Cronometro

Balan,a /nalítica

*ermómetro

Vernier

$egla

• ,ateriales

licerina

(arabe de maí, ?miel@

/ceite

• Desarrollo %e la pr&ctica!

12 !e deber9 conocer .re"iamente el .eso # la densidad de la esfera3 así

como tambi&n las densidades de los lí8uidos a utili,ar ?glicerina3


16/30

R2 /rrancar el cronómetro cuando la esfera .ase .or el enrase inicial

?su.erior@3 # .ararlo cuando .ase .or el enrase final ?inferior@3 registrando el

tiem.o t2 !i durante la caída de la esfera se ad"ierte 8ue la misma se =a

ale


17/30

l=ω

v=

1.373 N

1×10−4

m3=13730

N

m3

Balines2

1S Balín2

v=4

3π r

3

D=7mm=7×10−3

m

v=4

3π r

3=

4

3π (3.5×10−3 m )3=1.795×10−7 m3

m=1.042g=1.042×10−3

kg

ρ=m

v=

1.042×10−3

kg

1.795×10−7

m3=5801.963

kg

m3

e= ρg=5801.963 kg

m3 ×9.81

m

s2=56,917.257

N

m3

5S Balín2

v=4

3π r

3

7mm=7×10−3

m

v=43

π r3= 43

π (3.5×10−3 m )3=1.795×10−7 m3

17


18/30

m=1.042g=1.042×10−3

kg

ρ=m

v =

1.042×10−3kg

1.795×10−7m

3=5801.963

kg

m3

e= ρg=5801.963 kg

m3 ×9.81

m

s2=56,917.257

N

m3

S Balín

v=1.795×10−7

m3

m=1.047×10−3

kg

ρ=m

v=5829.803

kg

m3

e= ρg=5829.803 kg

m

3 ×9.81

m

s

2=57190.367

N

m

3

licerina2

m!licerina=260.112 g−133.084 g=127.028g=0.127028 kg

Densidad de la glicerina2

ρ=m

v

Volumen de la glicerina2

100mL=0.1 L=1×10−4

m3

18


19/30

ρ=m

v=

0.127028 kg

1×10−4

m3 =1270.28

kg

m3

%eso2

ω=mg=0.127028 kg ×9.81 m

s2=1.246 N

%eso es.ecífico2

l=ω

v=

1.246 N

1×10−4

m3=12460

N

m3

Balines2

1S Balín2

v=1.795×10−7

m3

m=1.043 g=1.043×10−3

kg

ρ=m

v=

1.043×10−3

kg

1.795×10−7

m3=5810.584

kg

m3

e= ρg=5810.584 kg

m3 ×9.81

m

s2=57,001.829

N

m3

5S Balín2

v=1.795×10

−7

m

3

m=1.045 g

=1.045×10

−3

kg

ρ=m

v =

1.045×10−3kg

1.795×10−7m

3=5,821.727

kg

m3

19


20/30

e= ρg=5,821.727 kg

m3 ×9.81

m

s2=57,111.141

N

m3

S Balín2

v=1.795×10−7

m3

m=1.041 g=1.041×10−3

kg

ρ=

m

v =

1.041×10−3kg

1.795×10−7m3=5,799.442

kg

m3

e= ρg=5,799.442 kg

m3

×9.81m

s2=56,892.534

N

m3

/ceite2

m "ceite=227.944 g−137.584 g=90.36g=0.09036 kg

Densidad del aceite

ρ=m

v

Volumen de la aceite2

100mL=0.1 L=1×10−4 m3

ρ=m

v=

0.09036 kg

1×10−4

m3=903.6

kg

m3

20


21/30

%eso2

ω=mg=0.09036 kg×9.81 m

s2=0.886 N

%eso es.ecífico2

l=ω

v=

0.886 N

1×10−4

m3=8860

N

m3

Balines2

1S Balín2

v=1.795×10−7

m3

m=1.046 g=1.046×10−3

kg

ρ=m

v=

1.046×10−3

kg

1.795×10−7

m3=5827.298

kg

m3

e=

ρg=5827.298

kg

m3 ×9.81

m

s2=57,165.793

N

m3

5S Balín2

v=1.795×10−7

m3

m=1.047 g=1.045×10−3

kg

ρ=mv = 1.047×10

−3

kg1.795×10

−7m

3=5,832.869 kg

m3

21


22/30

e= ρg=5,832.869 kg

m3 ×9.81

m

s2=57,220.4456

N

m3

S Balín2

v=1.795×10−7

m3

m=1.047 g=1.045×10−3

kg

Calculo de "elocidad de caída de los balines en cada lí8uido2

iel

Balín 1

Vel=#

t =

0.276m

14.57 s=0.0189

m

s

Balín 5

Vel=#t =0.276

m15.30 s =0.0180ms

Balín

Vel=#

t =

0.276m

15.25 s=0.0181

m

s

licerina2

Balín 1

Vel=#

t =

0.279m

2.35 s =0.1187

m

s

Balín 5

22


23/30

Vel=#

t =

0.279m

2.41 s =0.1157

m

s

Balín

Vel=#

t =

0.279m

3.38 s =0.0825

m

s

/ceite2

Balín 1

Vel=#

t =

0.283m

1.04 s =0.2721

m

s

Balín 5

Vel=#

t =

0.283m

0.67 s =0.4223

m

s

Balín

Vel=#t =0.283m

0.82 s =0.3451 m

s

Calculo %e las +iscosi%a%es!

$= D

2 ( e− l )18Vel

,iel:

Balín 1

23


24/30

$=

(7×10−3 m )2(56,917.257 N m3−13730 N

m3 )

18(0.0189 ms ) =6.220

N ∗%eg

m2

Balín 5

$=

(7×10−3 m )2(56,917.257 N m3−13730 N

m3 )

18(0.0180 ms ) =6.220

N ∗%eg

m2

Balín

$=

(7×10−3 m )2(57190.367 N m

3−13730 N

m3 )

18(0.0181 ms ) =6.536

N ∗%eg

m2

$licerina:

Balín 1

$=

(7×10−3 m )2(57,165.793 N m3−12460 N

m3 )

18 (0.1187 ms ) =1.025

N ∗%eg

m2

Balín 5

$=

(7×10−3 m )2(57,220.4456 N m3−12460 N

m3 )

18(0.1157 ms ) =1.053

N ∗%eg

m2

Balín

24


25/30

$=

(7×10−3 m )2(57,220.4456 N m3−12460 N

m3 )

18(0.0825 ms ) =1.476

N ∗%eg

m2

Aceite

Balín 1

$=

(7×10−3m )2(57,165.793 N m3−8860 N

m3 )

18 (0.2721ms ) =0.4832

N ∗%egm

2

Balín 5

$=

(7×10−3m )2(57,220.4456 N m3−8860 N

m3 )

18 (0.4223ms ) =0.3117

N ∗%egm

2

Balín

$= (7×10

−3

m )

2

(57,220.4456

N

m3−8860 N

m3

)18 (0.3451ms )

=0.3814 N ∗%eg

m2

O)ser+aciones:

%ara la inter.retación de la densidad de los diferentes ti.os de fluidos3 nos faltó

utili,ar el Densímetro3 #a 8ue con ese instrumento de laboratorio nos =ubiese

.ermitido calcular las densidades de las distintas sustancias "iscosas3 en la cual

la teoría de /r8uímedes nos menciona esta =erramienta .ara la facilidad de

obtener sus densidades sin necesidad de usar fórmulas2

25


26/30

An&lisis %e %atos 4 resulta%os:ediciones en laboratorio .ara la obtención de los .ar9metros es.ecificados en la

.r9ctica2

C&lculos:

,iel Aceite %i/erencial Aceiteco'esti)le

Pro)eta +ac0a 8g9 1R2PPP 12PR 1T27PRPro)eta llena 8g9 5TR2P7 562115 55T24RRPeso %e )al0n 1 8g9 12R5 12R 12R6Peso %e )al0n = 8g9 12R5 12R7 12RTPeso %e )al0n >8g9 12RT 12R1 12RT

Di&'etro %e )alón 8''9 T T TAltura 8c'9 5T26 5T24 5P23olu'en 8'l9 1 1 1

,iel Aceite %i/erencial Aceiteco'esti)le

Tie'po %e ca0%a 8s9al0n 1 1R27T 527 12Ral0n = 172 52R1 26Tal0n > 17257 2P 2P5

An&lisis esta%0stico 4 resulta%os:

Viscosidad:

26


27/30

No! Repetición Aceite co'esti)le Aceite %i/erencial ,iel

1 ?@ 2RP GJsE m5 ?@ 1256 GUJsE m5 ?@ 6255 GJsE m5

= ?@ 211 GJsE m5 ?@ 1276 GJsE m5 ?@ 6255 GJsE m5

> ?@ 2P1 GJsE m5 ?@ 12RTR GJsE m5 ?@ 6276 GJsE m5

/nali,ando los resultados obtenidos de las "iscosidades de los diferentes fluidos

?caída de bola@3 se obser"a 8ue "arían las "iscosidades debido a las re.eticiones

8ue se demostró en el e0.erimento2 Dando una estadística en diferentes

cantidades mínimas de.endiendo .or el tiem.o de caída de la esfera en la .robeta# la "elocidad de a"ance del mismo2

27


28/30

• $r&/icas:

1 2 3

6

6.2

6.4

6.6

Miel

"iel

1 2 3

0

0.5

1

1.5

2

Aceite di'erencial

licerina

1 2 3

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6Aceite comestible

ceite

Discusión 4 conclusión:

'n las gr9ficas se .uede a.reciar las "iscosidades de las re.eticiones 8ue se le

dio al e0.erimento2

!e cum.lió el ob


29/30

a8uellas fórmulas 8ue se utili,aron en este traba


30/30

'l m&todo de la bola 8ue cae3 consiste en determinar el tiem.o 8ue

tarda una esfera de .eso # tamaAo conocido en caer a lo largo de una

columna de di9metro # longitud conocida del lí8uido en cuestión2

La le# de !to)es3 8ue es a.licable a la caída de cuer.os esf&ricos en

todos los ti.os de fluido siem.re 8ue el radio r del cuer.o 8ue cae seagrande en com.aración con la distancia entre mol&culas2

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Laboratorio de matematicas. reporte.

PRÁCTICA DE LABORATORIO N°3 Terminado

Laboratorio Columna de Winogradsky, TERMINADO

Proyecto Terminado Laboratorio Concreto 2

REPORTE Laboratorio

Tercer Laboratorio de Quimica Terminado

Informe de Laboratorio de Bernoulli Terminado

Laboratorio Final Terminado