Trabalho Apresentado Ao Curso De Bacharelado Em Engenharia Elétrica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE – UFAC

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA - ERE

MARIA LADIVINA NASCIMENTO DA COSTA

RIO BRANCO – ACRE

2021

MARIA LADIVINA NASCIMENTO DA COSTA

ROTEIRO: COEFICIENTE DE VISCOSIDADE

TRABALHO APRESENTADO AO CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA – ERE, COMO REQUISITO PARA OBTENÇÃO DE NOTA.

ORIENTADOR: JOSE CARLOS DA SILVA OLIVEIRA.

RIO BRANCO – ACRE

2021

RESUMO

Viscosidade é a medida da resistência de um fluido ao movimento podendo se comparar com o atrito em caso de corpos sólidos em contato.

Newton analisou o tempo gasto para um objeto atingiu o fundo de um recipiente com um certo fluído para determinar a viscosidade desse. Quanto maior o tempo de queda, maior a viscosidade do fluído.

O físico e matemático George Gabriel Stokes estudou o mesmo sistema e concluiu que o corpo em queda não deve sofrer aceleração a partir de um certo ponto, uma vez que atuam sobre ele a força gravitacional , o Empuxo  e a própria viscosidade do líquido, que se anulam resultando em uma velocidade constante denominada velocidade terminal ou velocidade limite.[pic 2][pic 3]

Emprega-se em tão a lei de Stokes a qual define para acusar esféricos e pequenos a força grito de velocidade é diretamente proporcional ao raio zero, a sua velocidade e ao coeficiente de viscosidade do líquido.

A unidade de medida do coeficiente de viscosidade é: [(N/m2)*s]=[(Pa)*s] de acordo com o sistema Internacional

Sumário

1. Introdução............................................................................................5
2. Parte experimental...............................................................................6

1. – Objetivo.......................................................................................6
2. – Procedimentos............................................................................6
3. – Resultados..................................................................................7

1. Conclusão............................................................................................9

Introdução

Um corpo pequeno e esférico que cai através de um recipiente contendo um líquido, atinge depois de certo tempo a velocidade limite uma vez que a força gravitacional se iguala ao empuxo somando a força de atrito de viscosidade do líquido (F), onde podemos concluir que:

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Onde  equivale a massa da esfera,  corresponde à gravidade,  é a densidade do líquido, E  é o volume de líquido deslocado.[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

Segundo a lei de Stokes, a Força de Atrito de viscosidade do líquido é diretamente proporcional ao raio da esfera, a sua velocidade  e ao coeficiente de viscosidadedo líquido,resultando na equação:[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

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Para encontrar o coeficiente de viscosidade do líquido é necessário recordar que:

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Substituindo e  na primeira equação obtemos a seguinte equação:[pic 16][pic 17]

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Sendo  a densidade da esfera, isolando o coeficiente de viscosidade do fluído e considerando a velocidade a ser utilizada na equação como a velocidade terminal encontra-se a equação:[pic 19]

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Parte Experimental

2.1 – Objetivo

Determinar, através da equação obtida acima o coeficiente de viscosidade de um líquido.

2.2 – Procedimentos

Material utilizado:

Tripé, régua milimetrado da vida 5 sensores fotoelétricos cronômetro multifunções, tubo de vidro, 2 esferas de diâmetros diferentes e mesmo material, acessórios para a fixação do tubo de vidro, glicerina, íman e paquímetro.

Descrição do experimento:

1. Meça o diâmetro das esferas;
2. Determine a massa específica das esferas;
3. Determine a densidade da glicerina de acordo com a tabela da atividade anterior;
4. Fixe o tubo de vidro preenchido com glicerina ao tripé;
5. Fixe os sensores ao tripé com uma distância de mais ou menos 0,1 m entre cada sensor, estando o primeiro a 0,15 m da extremidade livre do líquido e conecte os ao cronômetro;
6. Tempo decorrido no deslocamento entre os pares de sensores. Repita o procedimento 3 vezes e faça o mesmo com a segunda esfera. Monte uma tabela para os dados de cada esfera;
7. Calcule a velocidade das esferas em cada distância percorrida para cada intervalo de tempo obtido, mais leve apenas a última velocidade em consideração;
8. Calcule o valor médio da última velocidade (m/s);
9. Calcule a viscosidade do líquido (Pa*s);

*OBS: Por que apenas a última velocidade deve ser levada em consideração?

À 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.

• Diâmetro da esfera 1: 0,00335m
• Diâmetro da esfera 2: 0,01025m
• Massa específica das esferas: 7,85*10³kg/m³
• Massa específica da glicerina: 1,26*10³kg/m³

2.3 Resultados

Tabela 01: dados do movimento da esfera 1(raio=0,003175m).

Deslocamento (m)	Tempo (s)	Velocidade (m/s)	Valor médio da última velocidade (m/s)	Viscosidade do líquido (Pa*s)
0,110	0,237 0,245 0,243	0,464 0,449 0,452
0,100	0,389 0,371 0,373	0,257 0,269 0,268	0,115	0,12593
0,111	0,862 0,766 0,747	0,128 0,145 0,149
0,104	0,993 0,927 0,862	0,105 0,112 0,129

Tabela 2: Dados do movimento da esfera 2 (raio=0,005175m).