Módulo 07 Capítulo 06 - Viscosímetro de Cannon-Fensk

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1 Módulo 07 Capíulo 06 - Viscosímero de Cannon-Fensk Inrodução: o mundo cienífico, medições são necessárias, o que sempre é difícil, impreciso, principalmene quando esa é muio grande ou muio pequena. Exemplos; medir disância enre planeas; medir emperaura de célula. o mundo fluídico al dificuldade ambém exise nas medições de propriedades. o capiulo 4, a viscosidade absolua de alguns fluidos foram medidas uilizando o Viscosímero de Sokes. Tal disposiivo é adequado para viscosidades médias a grandes, pois baixas viscosidades, a velocidade de queda é muio grande o que dificula muio a medição do empo de queda. Imagine avaliar a viscosidade do fluido água, deixando cair uma esfera de uma alura de 1 m uilizando um viscosímero de Sokes. Quando o fluido apresena baixa viscosidade, o viscosímero de Cannon Fensk é mais adequado, pois ese, não mede de forma absolua e sim de forma comparaiva, iso é, avalia se um fluido ensaiado apresena maior ou menor viscosidade que um fluido considerado padrão, sendo ese geralmene a água. Viscosímero de Cannon-Fensk

2 Resumo Teórico: Como já foi mencionado na inrodução, o viscosímero de Cannon-Fensk é uilizado para medir o valor de pequenas viscosidades de líquidos por comparação com um ouro liquido e de pequena viscosidade. È consruído de al forma que se pode garanir o escoameno em regime laminar ( número de Reynolds inferior a 2000 ) e, porano valendo a equação genérica: ( πxgxhxr τ Lxµ l 4 ) x (1) Onde é o volume de fluido escoado; é o empo de escoameno; r é o raio do capilar; L é o comprimeno do capilar; é a massa específica do fluido; µ é a viscosidade absolua; h é a carga piezomérica. a equação (1), há ermos relaivos a consrução geomérica do viscosímero e considerações envolvendo as propriedades do fluido. Aplicando-se a equação (1) ao fluido água em-se: 4 (π xgxhxr ) x Lxµ (2) Aplicando-se a equação (1) ao fluido álcool em-se: 4 (π xgxhxr ) x Lxµ (3) Dividindo-se a equação (2) pela (3) emos:

3 ( πxgxhxr Lxµ ( πxgxhxr Lxµ 4 4 ) x ) x Lembrando-se do conceio de viscosidade cinemáica ν µ/ emos: υ υ (4) A equação (4) mosra que o empo de escoameno no viscosímero Cannon-Fensk, é direamene proporcional à viscosidade cinemáica do fluido. Esalagmômero de Traube O Esalagmômero de Traube permie deerminar a relação enre a propriedade ensão superficial de um fluido com um ouro considerado padrão que geralmene é a água. a exremidade de saída do esalagmômero, há um goejameno do fluido objeo de ensaio que sai na forma de goas. O aspeco geomérico é esboçado abaixo:

4 Resumo Teórico: Analisando o equilíbrio das forças quando uma goa esá suspensa na exremidade do Esalagmômero de Traube em-se: D F σ σπd D mg goa mg σπd (1)

5 oa de fluido em equilíbrio esáico na exremidade de saída de um Esalagmômero de Traube Reescrevendo (1) para o fluido água e álcool emos: goa mg σ πd (2) goa mg σ πd (3) Dividindo-se a equação (3) pela equação (2) emos: goa goa σ σ (4)

6 o Esalagmômero de Traube o volume de água ( ) e o volume de fluido do álcool ( ) são iguais, pois são medidos a parir das mesmas referências. (5) A definição de massa especifica () é: ou m massa (6) volume m (7) porano: m m (8) Muliplicando-se os dois lados da equação (8) pela aceleração da gravidade (g) emos: m g m g

7 (9) Todo o peso de fluido colocado no inerior do Esalagmômero deixa-o na forma de goas. Porano: (10) goa goa Onde: goa é o número de goas que caem do Esalagmômero e goa é o peso de cada goa. A equação (10) subsiuída em (9) resula: goa goa ou goa goa (11) A equação (11) subsiuída em (4) resula: (12) σ σ

8 1º Exercício resolvido: Deerminar a ensão superficial de uma goa de fluido com massa 1 g de diâmero 10 mm goa mg σπd mg π D σ 0, π.0,010 0,32 m 1º Exercício a ser resolvido: Ao realizar a experiência da deerminação da ensão superficial pelo méodo do anel, a leiura do dinamômero sem a presença da película foi de 0,033 e com a película 0,042. O diâmero exerno do anel é de 20 mm e o inerno 19,8 mm. Calcular o valor da ensão superficial em /m,

9 2º Exercício a ser resolvido. Deerminar a massa em g de uma goa de fluido com 20 mm de diâmero e ensão superficial 0,32/m

10 3º Exercício a ser resolvido. Um aluno realizou a experiência do esalagmomero de Traube comparando água (massa especifica de 1000 kg/m³) a um fluido de massa específica 800kg/m³. Ao conar a quanidade de goas para igual volume de fluido obeve 6 para a água e 8 para o ouro fluido. Deermine a relação enre as ensões superficiais.

11 4º Exercício a ser resolvido. Uma goa de fluido de massa 1g esá suspensa na exremidade de um esalagmomero de Traube na iminência de cair. Deermine a força aplicada pela ensão superficial a goa