Viscosidade

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1. RESUMO


Esta prática tem como objetivo elucidar a dependência da viscosidade de um líquido em função da temperatura expressa pela equação de Arrhenius. Viscosidade é a grandeza física relacionada a resistência oferecida ao movimento relativo de um fluido onde, podemos definir o coeficiente de viscosidade (η), que segundo a teoria de Arrhenius é inversamente proporcional àtemperatura, ou seja, quanto maior a temperatura menor é a viscosidade de um líquido. O experimento utilizou o viscosímetro de Ostwald onde verificou-se que a viscosidade do álcool é maior que da água e que o coeficiente de viscosidade para ambos diminuía com o aumento da temperatura. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e relativamente próximos aos valores da literatura, mostrando que essaprática é eficiente para o estudo da lei apresentada.


2. OBJETIVOS


O experimento VI “Viscosidade e temperatura” tem como objetivo a verificação experimental da dependência da viscosidade de um líquido em função de sua temperatura, expressa pela equação de Arrhenius. Para conciliar teoria à uma observação experimental, determinou-se o coeficiente de viscosidade de um líquido de provaem função de outro líquido padrão, a diferentes temperaturas, utilizando o viscosímetro de Ostwald.


3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS


Viscosidade

A grandeza física relacionada às forças de resistência ao movimento de um fluido é denominada viscosidade, e o estudo do escoamento ou deformação dos fluidos, sob efeito da pressão, denomina-se Reologia.
A existência das forças deviscosidade ou forças de atrito interno é de grande importância no estudo do comportamento dos líquidos. Tais forças são criadas quando as camadas de um liquido se deslocam umas em relação às outras. Essas forças são contrárias a este movimento e tendem a nivelar as velocidades de deslocamento das várias camadas do meio.
A viscosidade divide os fluidos em duas categorias gerais: newtonianos enão newtonianos. O fluido newtoniano caracteriza-se por viscosidade constante, independente da velocidade de cisalhamento aplicada, enquanto o não newtoniano por uma mudança na viscosidade com o aumento na velocidade de cisalhamento.
3.2 Lei do escoamento viscoso de Newton


A lei de fluxo de Newton considera camadas paralelas de líquido (de espessura dr e área A), sendo a inferiorfixa, com aplicação de força sobre a camada superior e movimento do plano superior a uma velocidade constante, movendo-se cada uma das camadas inferiores com uma velocidade diretamente proporcional à sua distância da camada inferior estacionária. O gradiente de velocidade, ou velocidade de cisalhamento (dv/dr), é a diferença entre a velocidade dv entre dois planos do líquido separados peladistância dr. A força F aplicada por unidade de área (F/A), necessária para iniciar o fluxo de uma camada molecular sobre a outra, é chamada de tensão de cisalhamento. Nos chamados fluidos Newtonianos, o gradiente de cisalhamento é proporcional a tensão de cisalhamento, sendo a viscosidade a constante de proporcionalidade, ou seja a força F que se necessita aplicar, tangencialmente, às superfíciessuperior e inferior, para manter o gradiente de velocidade (dV/dr), dependerá da viscosidade do líquido, isto é:


(F/A) ( (dV/dr) ou (F/A) = ((dV/dr)

onde ( (coeficiente de viscosidade) é uma constante de proporcionalidade que exprime a dependência funcional da força de atrito interno em relação às propriedades do meio e as condições laboratoriais.
No sistema CGS a unidade de viscosidadedinâmica é o Poise (g/cm.s). Um poise equivale a força de cisalhamento necessária para produzir uma velocidade de 1 cm/s entre dois planos paralelos do líquido, cada um com área de 1 cm2, separados por uma distância de 1 cm. (o espaço entre eles estando cheio com o líquido viscoso). A relação de Poise com o Sistema Internacional (SI) é que 1 Poise = 10 Kg /m.s.


O viscosímetro de Ostwald...
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