COEFICIENTE DE VISCOSIDADE

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PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATOLICA DE MINAS GERAIS
Instituto de Ciência Exatas \ Departamento de Física 
Engenharia de Produção
COEFICIENTE DE VISCOSIDADE 
Lucio Otavio Xavier Moreira
Relatório referente à aula do dia 27/02/2019, entre 10:40 e 12:20, sobre o coeficiente de viscosidade de um líquido.
Professora: Juliana Rocha Freitas
Belo Horizonte 2019
Introdução 
Viscosidade é a resistência apresentada por um fluido à alteração de sua forma ou aos movimentos internos de suas moléculas entre elas mesmas. A viscosidade de um fluido indica sua resistência ao escoamento, sendo o inverso da viscosidade, a fluidez.
Pode-se dizer que a viscosidade corresponde ao atrito interno nos fluidos devido às interações intermoleculares, sendo geralmente em função da temperatura. É comum sua percepção estar relacionada à “grossura”, ou resistência ao despejamento. Viscosidade descreve a resistência interna do material para fluir e deve ser entendida como a medida do atrito do fluido
Pela Lei de Newton, a viscosidade possui uma constante de coeficiente de viscosidade, viscosidade absoluta ou viscosidade dinâmica. Muitos fluidos, como a água ou a maioria dos gases, comportam-se segundo a Lei de Newton e por isso são conhecidos como fluidos newtonianos. Os fluidos não newtonianos têm um comportamento mais complexo e não linear. Cada um possui um coeficiente próprio de viscosidade.
Quando uma esfera metálica cai através de um tubo contendo líquido, de densidade, acelera até que a força de atrito de viscosidade F do liquido, juntamente com seu empuxo, , iguale ao peso da esfera, isto é, a esfera acelera até que 
Quando a condição representada na equação acima é satisfeita, a esfera cai com velocidade constante. A esta velocidade dá-se o nome de velocidade limite ou terminal. 
Segundo Stokes, a força de atrito de viscosidade F ,sobre uma esfera de raio r movendo-se com velocidade v através de um líquido de coeficiente de viscosidade ,é dada por:
Sabendo-se que , , em que é a densidade da esfera, podemos escrever a equação descrita como segue: 
.
Isolando µ podemos obter a expressão para o cálculo do coeficiente de viscosidade do líquido 
 
Parte experimental 
Objetivo 
Determinar através da equação descrita acima, o coeficiente de viscosidade de um liquido.
Materiais 
tripé, barra em alumínio com régua milimetrada, cinco sensores fotoelétricos, cronômetro multifunções, tubo de vidro, duas esferas de diâmetros diferentes, acessórios para fixação do tubo de vidro e um imã.
Montagem do experimento 
Monte o equipamento conforme figura abaixo 
Meça os diâmetros da esfera:
Meça os diâmetros da esfera:
Determine a massa específica das esferas. 
Coloque o tubo, com o líquido de glicerina, no suporte. 
Coloque o primeiro sensor a 0,150 m da extremidade livre do líquido, e posicione os demais sensores a 0,100 m entre eles.
Conecte os sensores ao cronômetro.
Abandone a esfera dentro do tubo e meça o tempo decorrido no deslocamento entre os pares de sensores e ano e anote os resultados. O tempo dever ser medido após a esfera percorrer a distância de 15 cm. Por quê?
 Obs.: A medida que a esfera percorre o cilindro, ela se aproxima da sua velocidade limite e, para encontrar a constante de viscosidade do líquido, é necessário levar em consideração apenas a velocidade limite, portanto, utilizamos a última velocidade obtida durante a prática, que é a que mais se aproxima da velocidade limite .
Calcule a Velocidade das esferas em cada distância percorrida para cada intervalo de tempo obtivo.
Calcule o valor médio da última velocidade (m\s)
Calcule a viscosidade do líquido (Pa*s)
Diâmetro da esfera 1: 6,34 mm 
Diâmetro da esfera 2: 10,94 mm 
Massa especifica da esfera 1: 1g 
Massa especifica da esfera 2: 4g 
Densidade especifica da esfera1: kg\m³
Densidade especifica da esfera 2: 1,83 x kg\m³
Medidas e Resultados 
 Como citado na explicação do experimento, foram anotados os dados obtidos em cada etapa do experimento:
Tabela1: Dados do movimento da Esfera 1 (d=6,34 mm) 
	Diâmetro
(m)
	Deslocamento (m)
	Tempo (s)
	Velocidade
( m\s)
	Velocidade Média (m\s)
	Viscosidade
(Pas )
	0,0000634
	0,100
	0,4725
	0,2116
	0,167
	2,72
	
	0,200
	1,1983
	0,1669
	
	
	
	0,300
	1,9511
	0,1538
	
	
	
	0,400
	2,7120
	0,1475
	
	
Tabela2: Dados do movimento da Esfera 2 (d= 10,94 mm)
	Diâmetro
(m)
	Deslocamento (m)
	Tempo (s)
	Velocidade
( m\s)
	Velocidade Média (m\s)
	Viscosidade
(Pas)
	0,001094
	0,100
	0,2219
	0,4506
	 0,324
	0,59
	
	0,200
	0,6418
	0,3116
	
	
	
	0,300
	1,0873
	0,2759
	
	
	
	0,400
	1,5476
	0,2585
	
	
Conclusões 
Após as realizações das medidas de tempo e com as informações das distancias percorridas, conseguimos determinar a velocidade média de ambas as esferas. Para calcular o que necessitamos, precisamos também da velocidade final. Após obtermos os respectivos valores, conseguimos os dados para aplicar na formula de viscosidade, afim de obter os valores para cada esfera, tendo encontrado os seguintes valores para cada esfera: 
Es fera 1- Coeficiente de Viscosidade = 2,72 Pa*s 
Es fera 2- Coeficiente de Viscosidade = 0,59 Pa*s 
Considerando os resultados obtidos, conseguimos verificar que a esfera de maior massa, indica sua resistência ao escoamento comparando com tem o valor de viscosidade baixo ao do valor obtido da esfera de menor massa.
Referências bibliográficas 
Disponível em: “http://caiofill.wixsite.com/tecnologiamecanica/single-post/2016/10/19/Mec%C3%A2nica-dos-Fluidos---Viscosidade-como-assim”.Acesso setembro de 2019.
Disponível em: “https://www.prolab.com.br/blog/curiosidades/o-que-e-viscosidade-de-um-fluido/”. Acesso setembro de 2019.