Relatório densidade e viscosidade

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAIBA
CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
COMPONENTE CURRICULAR: QUIMICA EXPERIMENTAL
 
 
 
 
 
 
DENSIDADE E VISCOSIDADE
 
 
 
 
 
 
 
Jailson dos Santos-192670042
Jucimar Carneiro Ferreira- 192670190
 
 
 
 
 
 
 
Araruna – Paraíba
Setembro de 2020
SUMÁRIO
DENSIDADE E VISCOSIDADE
1. OBJETIVOS
Saber qual a densidade dos líquidos e de um metal. Calcular a viscosidade absoluta desses líquidos utilizando a viscosidade já conhecida da água como referencial.
2. INTRODUÇÃO
Normalmente nos vemos uma quantidade muito grande de diferentes materiais e substâncias, porém para conseguir diferencia-las é necessário ter conhecimento de suas propriedades e características particulares. O mesmo pode ser feito para fluidos, porque os fluidos diferentes podem apresentar características muito distintas. Assim, para diferenciar um fluido de outro é necessário conhecer algumas propriedades básicas, quais podemos destacar algumas como densidade e viscosidade. 
A densidade de uma substância é designada por ρ, e é definida como a relação que existe entre a massa e o volume de um material, a uma dada pressão e temperatura.
Essa relação pode ser expressa pela fórmula:
d = m 
      V
Conforme visto na expressão matemática da densidade, ela é inversamente proporcional ao volume, isso significa que quanto menor o volume ocupado por determinada massa maior será a densidade, tomando isso como base temos que a densidade de cada material depende do volume desse objeto. E sabendo que o volume é uma grandeza física que altera de acordo com a temperatura e a pressão, a densidade consequentemente também irá mudar com a variação da temperatura e da pressão.
No SI (Sistema Internacional de Unidades), a unidade de densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m3). No entanto, os mais utilizados são g/cm3 e o g/mL, lembrando que 1 cm3 equivale a 1 mL.
Na primeira parte do experimento será feito a verificação da densidade da água, logo em seguida será determinada a densidade de uma solução saturada de NACl. 
Porém, só a massa de determinado material não é o bastante para caracterizar o comportamento dos fluidos, porque dois fluidos podem apresentar massas muito parecidas, mas se comportar muito diferente quando estão escoando, e para isso é necessário ter conhecimento de uma propriedade a mais, a viscosidade. 
A viscosidade pode ser definida como a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento. Em outras palavras, é a propriedade associada à resistência que um fluido oferece à deformação por cisalhamento, tipo de tensão gerado por forças ou seja, quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade com que o fluido se movimenta. Aplicadas em sentidos opostos, porém, em direções semelhantes no material analisado.
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. Como exemplo, estão as suspensões coloidais, as emulsões e os géis
Portanto, para realizar o cálculo utilizando a equação acima, é necessário conhecer a viscosidade da água (μH2O), tabelada, assim como seu tempo de escoamento (tH2O) e sua densidade (ρH2O), propriedades que serão determinadas, neste experimento.
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PARTE EXPERIMENTAL
	1º PARTE: DENSIDADE DE LIQUÍDOS 
		Materiais
· Balão volumétrico de 100ml;
· Pipeta de Pasteur;
· Balança de laboratório;
· Termômetro;
· Béquer.
· Funil de vidro;
	 Reagentes
· Água destilada;
· Solução saturada de NaCl;
· Óleo de soja;
Procedimento:
	Será calculada as densidades da água destilada, solução saturada de NaCl e do óleo de soja a temperatura ambiente.
1º passo: Pesar na balança a massa do balão volumétrico seco e sem contaminantes, onde sua massa notada em gramas e chamada de M1;
2º passo: Preencher o balão volumétrico com o auxílio de um béquer e de um funil até aproximadamente 1 cm da marca de aferição (menisco) e logo em seguida completar o seu volume de 100ml com precisão utilizando uma pipeta;
3º passo: Pesar novamente com auxilio da balança a massa do balão volumétrico aferido com o liquido na marca de 100ml, onde sua massa notada em gramas será chama de M2;
4º passo: Transferir uma parte do liquido para o béquer e logo em seguida coloque o termômetro no liquido, quando o termômetro estabilizar verifique qual será a temperatura em graus Celsius;
5º passo: Calcule a massa do líquido (M3 = M2 – M1) e sua densidade (ρ = M3 / 100 mL). 
6º passo: Repita o procedimento, a partir do item 2, para cada líquido;
RESULTADOS
	Balão seco: M1 (g)= 61,443
	
	M2
Balão + líquido
	M3
líquido
	Densidade (p)
g/mL
	Temperatura
ºC
	Água destilada
	160,772g
	99,329g
	0,99329
	23º
	Solução NaCl
	173,246g
	111,813g
	1,11813
	23º
	Óleo
	162,716g
	101,273g
	1,01273
	23º
	
2º PARTE: DENSIDADE DOS SÓLIDOS
		Materiais
· Béquer;
· Proveta;
· Pipeta de Pasteur;
· Balança;
· Termômetro;
· Pinça;
 
	 Reagentes
· Água da torneira;
· Moeda de aço inox;
· Discos de metal;
Procedimento:
	Nessa parte iremos determinar a densidade de dois tipos de sólidos mais densos que a água, de massas diferentes, a uma temperatura ambiente
1º passo: Pesar o béquer vazio com a ajuda da balança utilize a função tara, logo em seguida adicionar as moedas com a ajuda de uma pinça, logo em seguida notar sua massa em gramas, qual será chamada de m1;
2º passo: Preencher a proveta com água da torneira até a marca de 50 mL aferindo a mesma com auxílio da pipeta, volume esse chamado de V1.
3º passo: Com a proveta na marca de 50 mL, adicionar com o auxílio da pinça as moedas no líquido, com cuidado para não gerar bolhas de ar que alterem o valor, depois notar o volume total marcado na proveta Vt.
4º passo: Com o béquer vazio novamente na balança utilizar a função tara, e adicionar os discos de metais e logo em seguida notar o valor da massa dos mesmos m1.
5º passo: Em uma proveta maior adicionar 110 mL de água da torneira aferindo a mesma com o auxílio da pipeta, volume esse chamado de V1.
6º passo: Calcule o volume do sólido: Vs = Vt – 50 mL para as moedas e : Vs = Vt – 110 mL para os discos de metais.
7º passo: Calcule a densidade do sólido: ρ = M / Vs 
RESULTADOS
	Sólidos
	M (g)
Massa dos Sólidos
	Vt (mL)
Volume total
	Vs (mL)
Volume sólido
	Densidade (p)
	Moedas
	23,487g
	53mL
	3mL
	7,829
	Discos de metal
	122,555g
	124mL
	14mL
	8,754
 
	3º PARTE: VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS
		Materiais
· Béquer
· Seringa plástica de 10mL
· Termômetro
· Suporte para seringa
· Cronômetro
· Pipeta de três vias (pêra)
	 Reagentes
· Água;
· Solução saturada de NaCl;
· Óleo de soja;
Procedimento:
	Nesta parte do experimento, será calculada a viscosidade (Coeficiente de Viscosidade Dinâmica), à temperatura ambiente, de dois líquidos na seguinte ordem: solução saturada de NaCl e óleo de soja As viscosidades das duas soluções serão obtidas usando a viscosidade da água como referencial, a partir dos tempos de escoamento e das densidades 
1º passo: Lave a seringa 3 vezes com água da torneira, sem sabão, deixando a água escorrer pela ponta livremente. Ao final, sacuda a seringa para que fique o mais seca possível, não use panos nem papel para tentar secá-la. 
2º passo: Coloque a seringa no suporte e adicione, com a proveta, exatos 10 mL do líquido, usando o dedo para obstruir a ponta da seringa e evitar a saída do líquido. 
3º passo: Coloque o béquer de 100 mL embaixo da seringa e zere o cronômetro. 
4º passo: Inicie a contagem do tempo no cronômetro ao mesmo tempo em que seu colega retira o dedo da ponta da seringa, parando o cronômetro assim que o líquido escoar por completo. Anote o tempo de escoamento em segundos: t 
5º passo: Repita mais duas vezes o procedimentoe calcule o tempo médio de escoamento.
6º passo: Coloque o termômetro no béquer, contendo o líquido colhido, e anote a temperatura: T
7º passo: Calcule o Coeficiente de Viscosidade Dinâmica: μ = μH2O. ( t . ρ ) / ( tH2O . ρH2O) Para o cálculo, escolha o valor de viscosidade da água μH2O (ver tabela na introdução) cuja temperatura for a mais próxima à observada no experimento e anote-o na tabela. Utilize os valores médios obtidos pelo grupo para os tempos de escoamento t e as densidades (ρ) obtidas previamente na Parte 1 deste experimento. 
8º passo: Repita o procedimento inteiro para os outros líquidos
RESULTADOS
	Tempo de escoamento
	
	T1 (s)
	T2 (s)
	T3 (s)
	Tempo médio (s)
	Solução NaCl
	5,4s
	5,44s
	5,71s
	5,52s
	Óleo
	26,64
	26,27
	25,70s
	25,87s
	Água destilada
	5,95
	
	
	5,95
	Coeficientes de escoamento dinâmico
	
	T (s)
Tempo de escoamento
médio
	(t.p)
(s.g/mL)
	Temperatura
(ºC)
	Viscosidade 
Dinâmica
µ (cP)
	Solução NaCl
	5,52s
	6,137220776
	23ºC
	0,9643
	Óleo
	25,87s
	26,1993251
	23ºC
	4,1163
CONCLUSÃO
O experimento foi dividido em três etapas, na primeira foi feita a determinação da densidade dos líquidos e a segunda parte foi feita a determinação dos sólidos e na terceira parte foi determinado a viscosidade dos líquidos. 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-densidade.htm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Viscosidade
1. RELATÓRIO – EXPERIMENTO 1
DENSIDADE E VISCOSIDADE
Densidade de Líquidos: 
1. Valores de densidades dos líquidos obtidos à temperatura constante de 20 °C são comumente encontrados na literatura. Qual é o efeito da temperatura sobre a densidade de um líquido? Explique.
A temperatura da substância envolvida interfere diretamente na densidade de um líquido, tendo em vista a temperatura influenciar no volume do liquido, ou seja, quando há um aumento da temperatura o volume do liquido irá aumentar, consequentemente a densidade vai ficar menor.
2. Compare a densidade calculada da água com as tabeladas na literatura. Quais os possíveis motivos das diferenças observadas? 
A densidade da água no experimento houve mudanças quando comparado com densidades vistas em tabelas, um dos possíveis motivos dessa mudança pode ser a diferença na temperatura no momento dos os experimentos, ou algum erro nas medições dos líquidos
2. Compare as densidades da água e da água saturada com sal, explique o motivo da diferença existente. 
A densidade da água sem adição de nada é mais baixa que a saturada com sal, pois quando adicionado o sal a massa da solução aumenta e o volume continua o mesmo.
Densidade de Sólidos:
 4. A temperatura afeta diferentemente as densidades dos distintos líquidos e sólidos. Para obter melhores resultados, seria importante que as temperaturas da água na proveta e do sólido fossem as mesmas antes de submergir o sólido? Explique sua resposta. 
Porque se o volume aumenta junto com a temperatura, a sua densidade cai, então seria necessário se ambos estivessem na mesma temperatura para que não houvesse diferenças na temperatura e consequentemente na densidade. 
5. Compare seus resultados com os tabelados na literatura. Quais as possíveis causas das diferenças observadas? 
Houve divergência nos resultados do experimento quando comparado com livros, um dos motivos disso ter ocorrido pode ter sido a variação da temperatura no momento ou depois da aferição..
6. Seria possível diferenciar uma joia feita de ouro de uma outra feita de ferro banhada em ouro utilizando um procedimento semelhante ao desta prática? Explique. 
Sim, pois sólidos como o ouro apresentam uma diferença muito grande na densidade quando comparado com o ferro, ou seja, quem apresentasse maior massa e menor volume seria o ouro e menor massa com maior volume, seria o ferro.
Viscosidade de Líquidos: 
7. Como a temperatura afeta a viscosidade dos líquidos (Newtonianos)? Explique.
Devido a força de atração entre as moléculas, que quanto maior a temperatura, menor será a viscosidade, pois as moléculas estarão mais distantes.
 8. É possível usar só o tempo de escoamento para comparar a viscosidade dos líquidos? Explique.
Não, é preciso ter também a densidade do líquido, tendo em vista que para ter a viscosidade é necessário realizar a multiplicação entre a viscosidade e a densidade do meso.
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