Relatorio - viscosidade (Stokes)

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	UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE 
UNIDADE ACADÊMICA DE FARMÁCIA
COMPONENTE CURRICULAR: FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
	
RELATÓRIO REFERENTE AO EXPERIMENTO DE DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DINÂMICA DE LIQUIDOS PELO METODO DE STOKES 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAIBA
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUIMICA
PROFESSOR (a): 
ALUNO (a): 
CURSO: FARMÁCIA MAT: 
TÍTULO E N° DO EXPERIMENTO: DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DINÂMICA DE LIQUIDOS PELO METODO DE STOKES. EXPERIMENTO DE NÚMERO QUATRO (4).
DATA DO EXPERIMENTO: 11/04/2018
RECEBIDO EM:______\_______\________ POR: _____________________
AVALIAÇÃO
PREPARAÇÃO:_________________________________
RELATÓRIO:___________________________________
PROVA:________________________________________
NOTA GLOBAL:_______________(________________)
RUBRICA DO (a) PROFESSOR (a):________________
.1. INTRODUÇÃO
A viscosidade de um líquido mede a resistência interna oferecida ao movimento relativo de diferentes partes desse líquido. A viscosidade mede a resistência de um líquido em fluir (escoar) e não está diretamente relacionada com a densidade do líquido, que é a relação massa/volume. 
O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa FV proporcional a velocidade V, conhecida como lei de Stokes. Essa lei é valida apenas para fluidos em regimes laminar (condição onde as partículas do fluido se movem em caminhos suaves em formas de laminas ou linhas). 
A velocidade da esfera solta dentro de uma proveta com o liquido a ser estudado, será influenciada pela proximidade das paredes. Por isso, é recomendado deixar a esfera cair no centro da proveta.
Os fluidos podem ser classificados como newtonianos ou não-newtonianos. No fluido newtoniano existe uma relação linear entre o valor da tensão de cisalhamento (força tangencial dividida pela área) aplicada e a velocidade de deformação resultante, fator de proporcionalidade é constante na equação da força. No fluido não-newtoniano existe uma relação não linear entre a tesão de cisalhamento aplicada e a velocidade de deformação angular. Observa-se que a glicerina será um fluido Newtoniano e o detergente é não-newtoniano.
1.1. OBJETIVO 
Esse experimento teve como objetivo determinar a viscosidade e velocidade limite de dois líquidos (detergente e glicerina) através do método de Stokes que consiste em observar a velocidade de queda das esferas no líquido.
 2. Parte experimental
· 2.1. Equipamentos e vidrarias utilizadas: 
· Esferas de vidro;
· Régua;
· Becker;
· Termômetro;
· Balança analítica;
· Provetas;
· Picnômetros. 
· Cronômetros 
· 2.2. Substâncias:
· Glicerina
· Detergente
· 2.3. Procedimento experimental: 
. Realizaram-se as pesagens adequadas, com picnômetro na balança analítica, para a determinação da massa específica dos líquidos a ser estudados. Onde as mesmas foram realizadas com o picnômetro vazio, em seguida com ele cheio de agua e por ultimo cheio do liquido em questão.
. Realizaram-se novamente pesagens, sendo para determinar o peso das 20 esferas de vidro, para calcular suas massas específicas.
. Mediram-se as distâncias entre os pontos marcados na proveta e seu diâmetro interno com a régua. 
. Mediu-se a temperatura ambiente.
. Iniciou-se a liberação das esferas no centro das provetas que continham os líquidos (glicerina e detergente), tendo de ser cronometrado por três cronômetros ao mesmo tempo, para posteriormente realizar uma media de tempo. Cada proveta, foram analisadas as velocidades de 10 esferas.
. Por fim, mediu-se novamente a temperatura ambiente.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela 1 - Dados experimentais para as substâncias
	Picnômetro
	Pic. Vazio (g)
	Pic.H2O (g)
	Pic.Solução (g)
	Massa de H2O (g) 
	VolumePic (mL)
	Massa da solução (g)
	Massa específica (g/cm3)
	Glicerina (
	30,4547
	81,3521
	93,1811
	
	
	
	1,2287
	Detergente ()
	31,0880
	81,9206
	82,9975
	
	
	
	1,0196
3. 1- Qual a lei usada no experimento para determinar a viscosidade dos líquidos. Dizer se ambos são newtonianos ou não. Especificar e explicar.
É usada a lei de Stokes com a correção realizada por Landenburg. Visto que a lei de Stokes só cabe à viscosidade analisada em uma extensão infinita de fluido, Landenburg introduziu o raio da proveta. A glicerina é um fluido Newtoniano (Fluido cuja viscosidade, ou atrito interno, é constante para diferentes taxas de cisalhamento e não variam com o tempo.) e o detergente é não-newtoniano, podendo variar sua viscosidade conforme a pressão aplicada sobre a matéria.
3. 2- Deduzir a equação para determinação experimental da viscosidade absoluta, através da medição da velocidade limite corrigida.
Substituindo as duas últimas equações na equação (1):
Corrigindo a velocidade pela constante de Ladenburg:
3. 3- Porque soltar a esfera de vidro no centro do viscosímetro.
Para evitar a perturbação do movimento da esfera pelas paredes da proveta, sendo, no centro, a região em que a esfera se desloca com maior velocidade.
3. 4- Qual é o comportamento do movimento da esfera após um certo tempo em que ele flui pelo liquido.
A esfera tende a atingir uma velocidade constante.
3. 5- Explique por que um liquido apresenta maior viscosidade do que o outro em termos de forças intermoleculares.
Quanto maior a força intermolecular entre as moléculas, maior será a resistência do fluxo, sendo assim uma maior viscosidade.
3. 6- Calcular o raio médio das esferas.
Volume de cada esfera = 0,04 ml
V = 
0,04 = . 3,141 . r3
0,04 = 4,186 . r3
 = r3 r3 = 0,009 r = 0,208
3. 7- Calcular a velocidade terminal corrigida em (cm/s) e velocidade medida (cm/s) dos líquidos estudados.
Velocidade medida = Vm = Velocidade terminal corrigida = Vt = Vm(1+2,4 r/R)
Quadro 4.1- Tempo de queda da esfera Quadro 4.2 - Tempo de queda da esfera no detergente na glicerina
	Esfera
	Tempo (segundos)
	1
	5,87
	2
	6,16
	3
	6,07
	4
	6,24
	5
	5,99
	6
	6,29
	7
	6,15
	8
	6,15
	9
	6,24
	10
	6,20
	Média
	6,136
	Esfera
	Tempo (segundos)
	1
	4,42
	2
	4,46
	3
	4,42
	4
	4,42
	5
	4,32
	6
	4,47
	7
	4,26
	8
	4,39
	9
	4,39
	10
	4,43
	Média
	4,398
	Distância entre as marcas da proveta
	(detergente)
	Distância 1
	30 cm
	Distância 2
	30 cm
	Distância 3
	30 cm
	Distância 4
	30 cm
	Média
	30 cm
	Distância entre as marcas da proveta
(glicerina)
	Distância 1
	30 cm
	Distância 2
	29,5 cm
	Distância 3
	30 cm
	Distância 4
	30,1 cm
	Média
	29,9 cm
 
Para o detergente
 = 30 cm Diâmetro = 8,1cm R = 8,1 / 2 = 4,05 cm 6,136 
Vm = = 30 cm = 4,889 cm/s
 6,136 s 
Vt = Vm(1+2,4 r/R) 
Vt = 4,889 . (1 + 2,4 ) 
Vt = 4,889 . (1 + 2,4 . 0,0513) 
Vt = 4,889 . 1,1231
Vt = 5,4908 cm/s
Para a glicerina
 = 29,9 cm Diâmetro = 8,45 cm R = 8,45 / 2 = 4,22 cm 4,398
Vm = = 29,9 cm = 6,798cm/s
 4,398 s 
Vt = Vm(1+2,4 r/R) 
Vt = 6,798 . (1 + 2,4 ) 
Vt = 6,798 . (1 + 2,4 . 0,049) 
Vt = 6,798 . 1,1179
Vt = 7,5974 cm/s
3. 8- A constante gravitacional “g” varia com a altura e a latitude. Com auxíliodas Tabelas I e II. Calcular a constante gravitacional de Campina Grande.
Latitude
5º ----- 978,078 cm/s²
7º ----- X
10º ----- 978,195 cm/s²
Altitude
500 m ----- 0,1543
550 m ----- X
600 m ----- 0,1852
 
G = latitude - altitude
3. 9- Calcular a viscosidade (absoluta e cinemática) dos líquidos estudados pelo método Stokes.
→ Viscosidade Dinâmica do detergente :
V = → = 
 =
 = → = = 8,5145 P
→ Viscosidade Cinemática do detergente: 
v = → v = = 8,3631 cm2/s
→ Viscosidade Dinâmica da glicerina:
 
V = → = 
 =
 = → = = 5,3297 P
→ Viscosidade Cinemática da glicerina: 
v = → v = = 4,3376 cm2/s
3. 10- Medir a viscosidade absoluta dos líquidos estudados utilizando os Viscosímetros de marca VISCO BASIC PLUS L (Tabela3) e VISCO BASIC PLUS R (Tabela4).
Tabela 3 – Dados coletados para viscosidade do detergente pelos viscosímetros Visco Basic Plus e Visco Plus R
	Spindles
	n(cP)
	RPM
	% (deformação)
	L2
	108,7
	100
	35%
	L2
	107,7
	50
	17%
	R2
	169,4
	100
	42,40%
	R2
	131,9
	50
	16,50%
 
 Spindles L2 RPM 100 = 
Spindles L2 RPM 50 = 
Spindles R2 RPM 100 = 
Spindles R2 RPM 50 = 
Tabela 4 – Dados coletados para viscosidade da glicerina pelos viscosímetros Visco Basic Plus e Visco Plus R
	Spindles
	n(cP)
	RPM
	% (deformação)
	L2
	205,3
	100
	65,7%
	L2
	206,8
	50
	33,1%
	R2
	231
	100
	57,7%
	R2
	223,7
	50
	28%
Spindles L2 RPM 100 = 
Spindles L2 RPM 50 = 
Spindles R2 RPM 100 = 
Spindles R2 RPM 50 = 
3. 11- Comparar os resultados das viscosidades obtidas (método de Stokes) para a glicerina e detergente com os valores das viscosidades obtidas pelos Viscosímetros de marca VISCO BASIC PLUS L e VISCO BASIC PLUS R, fazendo comentários. 1 cP= 10-2 P ou 1 P = 100cP.
Observou-se que o valor experimental (n = 5,3297 Poise) encontrado é bem abaixo do valor teórico (n = 8,3 Poise) encontrado nas literaturas. Isso pode ser devido à existência de alguns erros como a inexatidão dos raios das esferas, a cronometragem errada dos tempos, a pesagem das massas das esferas, a qualidade das substancias usadas durante a realização do experimento. 
%E(glicerina) = |valor teórico – valor experimental|.100 = |8,3 – 5,3297|.100 = 35,78%
 valor teórico 8,3
%E(detergente) = |valor teórico – valor experimental|.100 = |– 6,8778|.100 = 35,78%
 valor teórico 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com esse experimento pôde-se entender na pratica como se mede, através da lei de Stokes com a correção realizada por Landenburg, a viscosidade da glicerina e do detergente. Sendo observado que o detergente é um fluido não newtoniano por apresentar uma tensão de cisalhamento e taxa deformação não diretamente proporcionais. Já a glicerina é um fluido newtoniano onde a tensão é diretamente proporcional à taxa de deformação. Observou-se que a deformação ocasionada pelos spindles, tanto no RPM 100 quanto o 50, foi menor em relação a deformação sofrida na glicerina, visto que o detergente é mais viscoso. O experimento foi concluído com sucesso , mas alguns fatores podem ter influenciado nas medidas aferidas, apesar de tais situações, pôde -se compreender os conceitos de viscosidade de um fluido e a forma de comportamento dos mesmos. 
 BIBLIOGRAFIA
-ATIKINS, P. W. Físico-quimica, v.. I, II e III. Rio de Janeiro : Livros Técnicos e Científicos Editora, 1999 
http://www2.ufersa.edu.br/portal/view/uploads/setores/111/arquivos/CAP_1_DEFINICOES.pdf
https://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem1_2007/MarieleK_Tamashiro_RF.pdf
https://pt.wikihow.com/Encontrar-o-Raio-de-uma-Esfera