Relatório Prática 10-Métodos para Determinação de Viscosidade de Líquidos.

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Físico-Química Experimental
Professora: Lizandra Maria Zimmermann
Experimento 10: Métodos para Determinação de Viscosidade de Líquidos.
Alunos: Paulo Vitor Pinsegher
	 Robson Zandonadi
Data: 13/05/2015
Temperatura: 24 °C
Pressão: 759 mmHg
Objetivos: 
	Estudar o método do Copo Ford como instrumento para a determinação da viscosidade de soluções líquidas; Determinar a viscosidade cinemática, em centistokes, de diferentes amostras de óleo, conforme a ABNT; Estudar outros equipamentos para determinar a viscosidade de líquidos.
Resultados e Discussão:
Determinação do tempo de escoamento pelo Copo de Ford.
	Primeiramente, montar o suporte para cada um dos três Copo Ford, nº 2, 3 e 4. Para montar, deve-se colocar os 3 pés no suporte, um pé normal e dois com nivelamento. A seguir, deve-se encaixar os copos nos seus respectivos suportes. Colocar o sistema em um local onde não será mais mudado. Realizar o nivelamento do mesmo com o auxílio de um instrumento de nível. Este nivelamento faz-se colocando o nível em cima do copo e mexendo nos pés até que a bolha de ar do nível fique centralizada. 
Com o orifício menor do Copo Ford tampado com o dedo, colocar a amostra dentro do Copo até transbordar. Com uma lâmina de vidro, tirar o excesso de amostra do Copo. Garantir que não há nenhuma bolha de ar dentro da amostra. Retirar o dedo do fundo do Copo ao mesmo tempo em que se aciona o cronômetro. No momento em que houve o primeiro rompimento do filete de escoamento o cronômetro deve ser parado. Este tempo é chamado de tempo de escoamento.
A escolha do copo correto deve seguir a seguinte tabela de cálculo.
	Copo
	Equação
	Faixa de Viscosidade (cSt)
	Ford n°2
	V = 1,30.t – (1000/t)
	20 a 80
	ISSO
	V = 1,37.t – (200/t)
	25 a 150
	Ford n°3
	V = 2,30.t – (800/t)
	40 a 220
	Ford n°4
	V = 3,70.t – (400/t)
	70 a 370
	DIN n°4
	V = 4,57.t – (450/t)
	90 a 900
Tabela 1: Equações para determinação da viscosidade.
Para este experimento, seguiu-se uma tabela fornecida dentro da caixa de amostras. Os dados das amostras, copos, tempo de escoamento, viscosidade e conclusão sobre a faixa dentro ou fora seguem na tabela 2.
	Copo Ford
	Número do Copo
	Amostra
	Tempo de Escoamento 1 (s)
	Tempo de Escoamento 2 (s)
	Viscosidade (cSt)
	Conclusão
	2
	Oleo de Soja Vitaminado. Marca Salada.
	106
	106
	128,37
	Fora de faixa de Viscosidade para esse copo 
	3
	Nujol, óleo mineral, petrolato líquido. Marca Mantecorp
	98
	97
	216,04
	Dentro de faixa de Viscosidade para esse copo 
	4
	Óleo lubrificante multiuso. Marca Singer
	14,58
	14,57
	26,48
	Fora de faixa de Viscosidade para esse copo 
Tabela 2: Resultados dos experimentos realizados em aula.
	
Determinação do coeficiente de viscosidade pelo viscosímetro de Höppler:
	Utilizando o viscosímetro de Höppler, podemos testar também a influência da temperatura sobre o coeficiente de viscosidade, além do próprio coeficiente de viscosidade. A técnica consiste em determinar o tempo de queda de uma esfera no interior de líquido, sabendo-se que, segundo a lei de Stokes o coeficiente de viscosidade é dado por:
Onde: m.g é o peso das esferas que caem no interior do líquido, m0 .g é o peso do líquido deslocado pela esfera, r é o raio da esfera, v a velocidade de queda da esfera e µ é a viscosidade do líquido.
	A lei de Stokes pode ser simplificada da seguinte forma, quando se conhece a constante da esfera:
Onde µ é a viscosidade dinâmica em centipoise (cP), t é o tempo de queda da esfera em segundos, ρ1 é a massa específica da esfera em g.cm-3, ρ2 é a massa específica do líquido na temperatura de medição em g.cm-3 e K é a constante da esfera em mPa.cm3.g-1.
Figura 1: Viscosímetro de Höppler.
	Para realização da medição da viscosidade, primeiramente, foi determinado a massa da esfera, para podermos obter a massa específica dela e sua constante K, que estavam tabelados no equipamento.
	Em seguida foi colocado um óleo da marca Esso, tipo Uniflo SAE 20W-50 no equipamento, cuidando para não deixar bolhas, a altura do óleo dever ser tal que a esfera atinja o primeiro traço com uma velocidade constante.
	Depois foi esperado que a temperatura do óleo estivesse em equilíbrio com a do equipamento e em seguida foi colocada a esfera no viscosímetro, quando a esfera atingiu o primeiro traço foi dado início na contagem do tempo de queda e assim que a mesma atingiu o segundo traço foi parada a contagem do tempo. Esse tempo tem que ser maior que 30 s e menor que 300 s.
	Após isso, repetimos o processo para mais duas temperaturas, a primeira realizada foi a 25°C, a segunda a 35°C e a terceira a 45°C, onde obtemos os seguintes resultados:
	
	Óleo Esso Uniflo SAE 20W-50
	Ρ1 (g/cm3)
	Ρ2 (g/cm3)
	Temperatura (K)
	K (mPa. cm3/g)
	T (queda) (s)
	8,1269
	0,88
	298,15 (25°C)
	0,0855
	60
	8,1269
	0,88
	308,15 (35°C)
	0,0855
	55
	8,1269
	0,88
	318,15 (45°C)
	0,0855
	42
		 Tabela 3: Dados obtidos no experimento.
		Para calcular a viscosidade do óleo, vamos utilizar a equação simplificada de Stokes:
Para 25°C, temos:
𝑃𝑎 𝑁 temos:
 Stokes:
o experimento.emos os seguintes resultados a massa
Para 35°C, temos:
	Para 45°C, temos:
	Para o gráfico, teremos que calcular o ln µ e 1/T, para então montar o gráfico de ln µ x 1/T.
	Ln µ
	1/T
	-3,2920
	0,003354
	-3,4088
	0,003245
	-3,6448
	0,003143
Tabela 4: Elementos para o gráfico.
	Gráfico 1: ln µ x 1/T
	Com o gráfico temos que ln A = 0,0006, logo, A= 1,0006
Determinação Do Coeficiente De Viscosidade Pelo Viscosímetro Ostwald.
Lave o viscosímetro com água e detergente e depois com água destilada, e seque-o muito bem. Determine o volume do líquido padrão necessário para que o tubo fique cheio até 2/3 da sua altura, de tal modo que o líquido fique abaixo da extremidade inferior do capilar.
Por sucção, através do tubo de borracha, eleve o líquido no interior do tubo até preencher a dilatação pequena e passar um pouco acima da marca superior. Deixe o líquido escoar para verificar se o escoamento está se processando convenientemente e sem que gotas fiquem aderidas às paredes do tubo. Se isto acontecer, o viscosímetro deve ser esvaziado e novamente limpo com cuidado.
Torne a aspirar o líquido até uns 2 cm acima da marca superior (reproduzir sempre esta mesma posição em todas as medidas, não devendo elevar-se acima do nível da água do banho termostático) e mantenha a posição pinçando o tubo de borracha. Abre-se a pinça e, quando o menisco do líquido passar pelo traço superior, dê partida ao cronômetro. Quando o menisco alcançar a marca inferior, trave o cronômetro.
Retire o viscosímetro do banho termostático e seque-o muito bem. Utilizando o densímetro, determine a densidade da água na temperatura do banho termostático. 
Torne a colocar o viscosímetro no banho termostático à temperatura ambiente. Por meio da pipeta coloque no viscosímetro a substância cuja viscosidade deve ser determinada no mesmo volume que anteriormente. Espere de 15 a 20 minutos para que se estabeleça o equilíbrio térmico. Depois execute uma série de determinações do tempo de escoamento, tendo o cuidado de conduzir as operações nas mesmas condições anteriores.
	amosta
	n (viscosidade)
	t (s)
	d (densidade) 
	T (K)
	agua 
	0,8904
	328,2
	0,99707
	298
	etileno glicol
	16,7
	75
	1,11
	298
	acetona 
	0,2966
	151
	0,7864
	298
	acido fosforico
	0,327
	75
	1,87
	298
	acetona 
	0,0459
	201
	0,7807
	303
	acido fosfórico 
	0,002545
	0,585
	1,862
	303
Tabela 5: Resultados.
Conclusão: 
	Com o experimento podemos notar que a viscosidade varia de acordo com cada tipo de fluido, também podemos notar que viscosidade não depende da massa específica do fluido, pois temos fluidos que possui alta massa específica e baixa viscosidade, assim como temos fluidos de baixa massa específica (como é o caso dos óleos) e alta viscosidade.Também podemos notar, mais precisamente utilizando o viscosímetro de Höppler, que a viscosidade diminui com o aumento da temperatura.
	O conhecimento sobre viscosidade é de extrema importância para o uso em motores que utilizam óleos como lubrificantes, pois em uma temperatura muito baixa com um óleo muito viscoso, pode ocorrer que o óleo não lubrifiquei corretamente o motor, ocorrendo perda de rendimento do motor e possivelmente até mesmo o travamento do motor, já a utilização de um óleo de baixa viscosidade em uma temperatura mais elevada esse óleo não lubrifica corretamente, havendo assim um atrito maior entre as peças do motor ocorrendo então um desgaste maior que o esperado.
Fontes de Erro:
	Nesse experimento a maior fonte de erro é o erro humano. Pode-se haver erro humano em diversas partes da prática, para o viscosímetro de Höppler, pode-se haver bolhas de ar no instrumento e o acionamento do cronômetro ser em um momento errado. No Copo de Ford uma possível fonte de erro também é o acionamento do cronômetro e a paralisação do mesmo, para o copo de Ford outra possível fonte de erro é o equipamento estar desnivelado.