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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
CURSO:AGRONOMIA
RELATÓRIO
VISCOSIDADE
ALUNOS:
MICHELI GABARDO,
GEIZA VALENTIM,
SASKIA SLEUTJES,
TATIANE,
DIEGO KUDREK SOUZA.
PONTA GROSSA
2010
RESUMO:
A viscosidade pode ser imaginada como sendo a “aderência” interna de um fluido. É uma
das propriedades que influencia a potência necessária para mover um aerofólio através da
atmosfera.
Ela é responsável pelas perdas de energia associadas ao transporte de fluidos em dutos,
canais e tubulações. Além disso a viscosidade tem um papel primário na geração de
turbulência.Nem seria necessário dizer que a viscosidade é uma propriedade extremamente
importante a ser considerada nos estudos de escoamento de fluidos.Sendo que a taxa de
deformação de um fluido é diretamente ligada a viscosidade do fluido.Para uma determinada
tensão, um fluido altamente viscoso deforma-se numa taxa menor do que um fluido com baixa
viscosidade.
INTRODUÇÃO:
A viscosidade é o atrito interno em um fluido. As forças viscosas se opõem ao movimento
de uma do fluido em relação à outra. A viscosidade é a razão pela qual você realiza um esforço
para remar em uma canoa se deslocando em águas calmas, porém se não existisse viscosidade você
também não poderia remar. Os efeitos da viscosidade são importantes para o escoamento através
de tubos, para o escoamento do sangue, para a lubrificação de diversas partes das máquinas e para
muitas outras situações.
Um Fluido viscoso tende a aderir sobre uma superfície sólida em contato com ele. Existe
uma camada fina chamada de camada limite do fluido nas proximidades da superfície, ao logo da
qual o fluido esta praticamente em repouso em relação a superfície sólida. È por esta razão que as
partículas de poeira podem aderir sobre as lâminas de um ventilador, mesmo quando gira
rapidamente, e por isso você também não pode eliminar toda sujeira do carro simplesmente
jogando a água de uma mangueira sobre ele.
A lava é um exemplo de escoamento de um fluido com viscosidade. A viscosidade diminui
com o aumento da temperatura: quando mais quente a lava, mais facilmente ela pode se escoar.
Uma porção do fluido que possui a forma abcd em um dado instante possuirá a forma
abc`d` em outro instante e vai se tornando cada vez mais distorcida ‘a medida que o movimento
continua. Ou seja, o Fluido sofre uma contínua deformação de cisalhamento. Para manter este
movimento é necessário aplicar uma força constante f aplicada da direita para a esquerda sobre a
placa superior e uma força de módulo igual aplicada da direita para a esquerda sobre a placa
inferior para manter o escoamento estacionário. Sendo A a área de cada placa, a razão F/A é a
tensão de cisalhamento exercida sobre o fluido.
Os fluidos que se escoam velozmente, como a água e a gasolina, possuem viscosidades
menores do que as viscosidades dos fluidos “pegajosos”, tais como mel e o óleo de motor. As
viscosidades dos fluidos são fortemente dependentes da temperatura, aumentando para os gases e
diminuindo para os líquidos ‘a medida que a temperatura aumenta. A redução das variações da
viscosidade com a temperatura é um objetivo importante no projeto de óleos para serem usados
como lubrificantes de máquinas.
A lei de Stokes refere-se à força de fricção experimentada por objectos esféricos que se
movem no seio de um fluido viscoso, num regime laminar de números de Reynolds de valores
baixos. Foi derivada em 1851 por George Gabriel Stokes depois de resolver um caso particular das
equações de Navier-Stokes. De maneira geral, a lei de Stokes é válida para o movimento de
partículas esféricas pequenas, movendo-se a velocidades baixas.
A lei de Stokes pode ser escrita da seguinte forma:
onde:
é a força de fricção,
r é o raio de Stokes da partícula,
η é a viscosidade do fluido, e
é a velocidade da partícula.
A condição de baixos números de Reynolds implica um fluxo laminar, o qual pode traduzir-se por
uma velocidade relativa entre a esfera e o meio, inferior a um certo valor crítico. Nestas condições,
a resistência que oferece o meio é devida quase exclusivamente às forças de atrito que se opõem
ao deslizamento de camadas de fluido sobre outras a partir da camada limite aderente ao corpo. A
lei de Stokes foi comprovada experimentalmente numa multitude de fluidos e de condições.
Se as partículas estão a cair verticalmente, num fluido viscoso, devido ao seu próprio peso,
pode-se calcular a sua velocidade de sedimentação, igualando a força de fricção com a força de
gravidade.
onde:
Vs é a velocidade de sedimentação das partículas (velocidade límite)
g é a aceleração da gravidade,
ρp é a densidade das partículas e
ρf é a densidade do fluido.
Se as gotas de chuva provenientes de nuvens situadas a alguns quilômetros de altura não
enfrentassem a resistência do ar, elas seriam bastante danosas ao atingir qualquer corpo na
superfície terrestre. Porém isto não acontece porque elas alcançam uma velocidade terminal
pequena. Para gotas de 1mm de diâmetro, esta velocidade é de aproximadamente 4,3m/s, e para
gotas de 2mm, v=5,8m/s.
MATERIAL E MÉTODOS:
- esferas de metal;
- balança;
- cronômetro;
- proveta;
- glicerina;
- paquímetro.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:
- Pesou-se 3 bolinhas grandes,3 médias e 3 pequenas;
- Mediu-se o raio das esferas;
- Calculou-se o volume das esferas;
- Mediu-se a temperatura da glicerina;
- Mediu-se a densidade;
- Mediu-se a velocidade;
- Construiu-se um gráfico de V x R2;
- Determinou-se o valor de K(coeficiente de condutibilidade);
- Calculou-se a viscosidade utilizando :
- Esquema do procedimento utilizado:
n = 2g/9K x (De – Dl).
RESULTADOS E DISCUSSÕES:
ESFERA
1 grande
2 grande
3 grande
4 média
5 média
6 média
V
2,48 x 10-7
2,58 x 10-7
2,86 x 10-7
1,13 x 10-7
1,37 x 10-7
1,25 x 10-7
m(kg)
2,02 x 10-3
2,04 x 10-3
1,98 x 10-3
0,87 x 10-3
1,04 x 10-3
1,05 x 10-3
Densidade kg/m3
8.145,16
7.906,98
7.388,06
7.435,9
7.51,24
8.400,00
peso
1,98 x 10-2
1,99 x 10-2
1,94 x 10-2
0,58 x 10-2
1,01 x 10-2
1,03 x 10-2
r(m)
3,9 x 10-3
3,95 x 10-3
4 x 10-3
3 x 10-3
3,2 x 10-3
...
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r2
1,52 x 10-5
1,56 x 10-5
1,6 x 10-5
9 x 10-6
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