relatório - determinação da viscosidade de líquidos

relatório - determinação da viscosidade de líquidos

UFMT-UNIVERSIDADE Federal de Mato Grosso

Instituto Universitário do Araguaia

engenharia de alimentos

DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS

Elizabeth Luiza de Almeida

Valéria TAmara N. Borges

WHALLANS RAPHAEL COUTO MACHADO

Pontal do Araguaia – MT

2008

UFMT-UNIVERSIDADE Federal de Mato Grosso

Instituto Universitário do Araguaia

engenharia de alimentos

DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE LÍQUIDOS

Elizabeth Luiza de Almeida

Valéria TAmara N. Borges

WHALLANS RAPHAEL COUTO MACHADO

Trabalho apresentado à disciplina de Fundamentos de Engenharia de Alimentos orientado pelo docente Dro. Marco Donisete de Campos no Curso de Engenharia de Alimentos – UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso.

Pontal do Araguaia – MT

2008

Resumo

A aula prática realizada teve o propósito de exemplificar a teoria viscosidade das amostras de água e gasolina, observando e anotando os tempos e a temperatura que se encontravam no decorre dos procedimentos de 5 repetições. A final do experimento constatamos através dos cálculos pode-se concluir que viscosidade da água é 0,801.10-6 m2/s e da gasolina é 0,650.10-6 m2/s, portanto a água apresentou uma maior viscosidade em relação a gasolina.

Introdução

Reologia é a ciência que trata das deformações e fluxo de materiais causados pela aplicação de uma força. No âmbito da engenharia de alimentos, o estudo da reologia é indispensável para o entendimento de diferentes fenômenos, muitos deles essenciais no processamento adequado de sucos, molhos, emulsões entre outros. A reologia abrange diferentes propriedades associadas à deformação da matéria, entre as quais: extrussibilidade, compressibilidade, ductibilidade, espalhabilidade, elasticidade, fluidez e viscosidade.

Os materiais são divididos em duas categorias gerais, dependendo de suas características de fluxo: newtonianos e não newtonianos. O fluxo newtoniano caracteriza-se por viscosidade constante, independente da velocidade de cisalhamento aplicada exemplos disso seriam a gasolina e a água, enquanto o não newtoniano por uma mudança na viscosidade com o aumento na velocidade de cisalhamento, exemplos disso seriam a pasta dental e a tinta Lucite, (FOX, 2006).

A viscosidade é responsável por rotação e deformação das partículas fluidas no escoamento. Dependendo do grau de instabilidade do movimento das partículas, os escoamentos podem ser laminares ou turbulentos, (SCHIOZER, 1996).

O viscosímetro de Ostwald permite uma determinação simples do coeficiente de viscosidade a partir de uma substância padrão. Neste caso as medidas de viscosidade são feitas por comparação entre o tempo de vazão de um líquido de viscosidade conhecida, geralmente água, e do líquido cuja viscosidade se deseja determinar. Nesta prática Determinar o coeficiente de viscosidade de líquidos empregando os viscosímetros de Ostwald

Procedimento Experimental

  1. O viscosímetro deve estar limpo e desengordurado. Sendo utilizado como amostras gasolina e água.

  2. Colocar o viscosímetro preso em uma garra num suporte universal.

  3. Transferir o líquido/amostra para um Becker e posteriormente para uma proveta. Em segunda foi feita para todas as amostras uma medição de 10 mL.

  4. Com o auxílio de um funil foi transferido as amostras para o viscosímetro Ostwald pelo extremo aberto de maior diâmetro

  5. Por sucção através de uma seringa eleve o líquido para o bulbo. Em seguida, aspirar ate o bojo superior até o menisco indicado.

  6. Cronômetrar o tempo necessário para que o líquido escorra entre o menisco e monitorando a temperatura ambiente, durante a realização do experimento.

  7. Sendo que estes procedimentos devem ser repetidos por 5 vezes para cada amostra.

Resultados

Tabela referente às medições de tempos do escoamento da água à temperatura de 29º C.

Amostra

Medições

Tempos

Água

92s

90s

94s

90s

91s

Média

91,4s

Tabela referente às medições de tempos do escoamento de gasolina à temperatura de 29º C.

Amostra

Medições

Tempos

Gasolina

101s

101s

101s

101s

101s

Média

101s

Cálculos da viscosidade absoluta entre a água e a gasolina

Água: Densidade à 29 ºC = 0,996g/ml

Viscosidade: 0,801. 10-6 m2/s

Gasolina: Densidade à 29º C = 0,712 g/ml mín. 0,753 g/ml máx. média = 0,732g/ml

Viscosidade: 0,650. 10-6 m2/s

η1 = valor prático (gasolina)

η 2 = valor padrão (água) η1 = d1t1 ηgasolina = 0,732 . 101s

η 2 d2t2 0,801.10-60,996.91,4s

η 1 = 6,501.10-7 m2/s ou 0,650.10-6 m2/s

O experimento em questão permitiu-nos obter, através das equações de escoamento, os coeficientes de viscosidade de dois líquidos, água e gasolina, baseados nas suas densidades e tempo de escoamento no viscosímetro de Ostwald.

Os valores obtidos para a viscosidade, na temperatura de 29 ºC, foram condizentes com os tempos de escoamento observados. Em particular, a água, que teve o tempo médio de escoamento mais longo (101s), teve também o maior coeficiente de viscosidade (0,801.10-6 m2/s). Entretanto, comparando o valor da viscosidade da gasolina teórico de 0,649.10-6 m2/s à 30 ºC, com o que achamos na prática, percebemos que o resultado experimental condiz com o esperado, dessa forma quanto menor for a viscosidade do líquido menor será o tempo que leva o escoamento.

Conclusão

Ao término do relatório, podemos observar que o experimento realizado com o viscosímetro de Ostwald utilizando-se de amostras de fluidos newtoniano gasolina e água permite-se concluir que a água (0,801.10-6 m2/s) é um líquido mais viscoso que a gasolina(0,650.10-6 m2/s). Dessa fora, comparando com valor da literatura da gasolina de 0,649.10-6 m2/s à 30 ºC e o prático não ouve uma variação significativa, confirmando que a gasolina é de fato menos viscosa que a água.

A viscosidade é um parâmetro que pode variar em função, além da temperatura, da pressão e velocidade de escoamento, como pudemos observar ao realizar o experimento, cada fluido teve seu escoamento de acordo com as condições do ambiente, proporcionando um resultado prático da viscosidade absoluta entre a água e a gasolina.

Referência

Determinação da viscosidade de líquidos. Disponível em: <http://www.qmc.ufsc.br/~m inatti/docs/20051/exp3.doc>. Acesso em: 25 de Abril de 2008

Manual para Testes de Combustíveis. Disponível em: <http://www.portaldepostos. com.br/paginas/gest.materia7.html>. Acesso em: 25 de Abril de 2008.

Medida da densidade de sólidos. Disponível em: <http://www.chemkeys.com/bra/md/ eddns_2/adddds_3/proexp_2/proexp_2.htm>. Acesso em: 19 de Abril de 2008.

Propriedades da Água. Disponível em: <http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Agua02. html>. Acesso em: 19 de Abril de 2008.

SCHIOZER, WILLIANS. Mecânica de Fluidos. São Paulo. Editora: Reach. Pág. 120, 1996

UFSM, Universidade Federal de Santa Maria. Mecânica de Fluidos: viscosidade. Disponível em: http://www.ufsm.br/gef/index.html#inicio. Acesso em: 19 de Abril de 2008.

Viscosidade Cinemática. Disponível em: < http://paginas.terra.com.br/servicos/hidrotec/ta bvisc.htm>. Acesso em: 25 de Abril de 2008.

VISCOSIDADE: Viscosímetro de Ostwald. Disponível em: <http://www.fcfrp.usp.br/df q/Fisica/Guia%20Viscosidade/09-Viscosidade.pdf>. Acesso em: 19 de Abril de 2008.

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