AULA PRÁTICA DE LABORATÓRIO - VISCOSIDADE !

ESTUDANDO A VISCOSIDADE

Viscosidade -É a medida da resistência interna de um fluido (gás ou líquido) ao fluxo, portanto, é a resistência oferecida pelo líquido quando uma camada se move em relação a uma camada subjacente. Também podemos dizer que é a resistência que o material oferece a mudança de forma.

Material Necessário para a prática:

- 4 Suportes metálicos.

- 4 Garras.

- 4 Copos de Béquer.

- 4 Funis de Vidro.

- 4 Buretas, calha milimetrada ou tubos de vidro com marcação.

- 4 Cronômetros ou similares. (Algo que meça o tempo)

- 1 Transferidor para aferir a medida dos ângulos.

- Solução aquosa de mel. O mel puro é muito viscoso.

- Glicerina

- Acetona ou Álcool

- Água

  A mudança de forma depende da velocidade de escoamento, da temperatura e do ângulo pelo qual o fluido escorre. Quanto maior a viscosidade, maior é a resistência ao movimento e menor é sua capacidade de escoar (fluir), portanto menor a velocidade.
1º PASSO: Monte os suportes com as buretas em ângulo de 30°.

Assim, um líquido como o melado, que resiste grandemente ao movimento, possui elevada viscosidade, ao contrário da água, na qual a viscosidade é muito menor, o que torna menor a sua resistência ao movimento.

 Transferidor usado.

Em outras palavras, a viscosidade de um fluido é a propriedade que determina o valor de sua resistência ao cisalhamento. É a propriedade principal de um lubrificante, pois está diretamente relacionada com a capacidade de suportar cargas. Quanto mais viscoso for o óleo, maior será a carga suportada.

 2º PASSO: Monte os suportes com as buretas em ângulo de 90°.

A viscosidade é a consequência do atrito interno de um fluido. Resulta da resistência que um fluido oferece ao movimento, daí a sua grande influência na perda de potência e na intensidade de calor produzido nos mancais dos motores. 

Quando a temperatura se eleva a viscosidade diminui, facilitando assim o movimento dos pistões.

O ângulo do escoamento também pode tornar um líquido viscoso, pois pode ou não ajuda- lo a mudar de formar.

  3º PASSO: Coloque os respectivos líquidos nas buretas em ângulo de ...

O escoamento em ângulos pequenos(0°) tende a não impedir a passagem de líquidos, já ângulos maiores como o de 90° dificultam o escoamento.

 ...90°, e de 30°. 

Abaixo vários modelos de bulbos de testes para viscosidade.



   4º PASSO: Escolha um volume e marque na bureta para ter uma...

Se um fluido estiver fluindo suavemente através de um tubo, ela está em um estado de escoamento laminar. A velocidade em um dado ponto não muda no valor absoluto e na direção e sentido. 

 ... orientação. No nosso caso escolhemos 50mL.

Dizemos que a água está em fluindo em um estado de fluxo contínuo. Um pequeno volume do fluido se movimenta ao longo de uma linha de fluxo, e diferentes linhas de fluxo não se cruzam.

   4º PASSO: Deixe o líquido escorrer com o cuidado de acionar o ... 

 cronômetro quando abrir a torneira, e de parar o mesmo ao fechá-la...

No escoamento laminar a equação de Bernoulli nos diz que nas regiões em que a velocidade é maior a pressão é menor. Se as linhas de fluxo são comprimidas em uma região, a pressão é menor naquela região.

 5º PASSO: Anote os 4 tempos obtidos, e calcule as respectivas ...

A coisa mais importante a ser observada é que a taxa de escoamento é fortemente dependente no raio do tubo. Logo, um decréscimo relativamente pequeno no raio do tubo significa uma drástica diminuição na taxa de escoamento.

 velocidades das buretas. 

 Diminuindo o raio por um fator , diminui o escoamento por um outro fator ! Isto  é uma boa razão  para nos preocuparmos com os níveis de colesterol no sangue, ou qualquer obstrução das artérias.

  6º PASSO: Compare os dados obtidos. O líquido que tiver maior... 

 Uma pequena mudança no raio das artérias pode significar um enorme esforço para o coração conseguir bombear a mesma quantidade de sangue pelo corpo.

 velocidade, é menos viscoso, e, o de menor velocidade é mais viscoso.

Sob todas as circunstâncias em que se pode checar experimentalmente, a velocidade de um fluido real diminui para zero próximo da superfície de um objeto sólido. Uma pequena camada de fluido próximo às paredes de um tubo possui velocidade zero.

  7º PASSO: Faça o mesmo com os líquidos que estão nas buretas ... 

Tipos Básicos de Fluxos e Escoamentos

Os escoamentos ou fluxos dos fluidos estão sujeitos a determinadas condições gerais, princípios e leis da dinâmica e à teoria da turbulência.

 anguladas. (detalhe: elas devem ter o mesmo líquido, pois o que nos

Fluxo laminar

Ocorre quando as partículas de um fluido movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, apresentando lâminas ou camadas (daí o nome laminar) cada uma delas preservando sua característica no meio

 interessa é saber do efeito do ângulo.)

No escoamento laminar a viscosidade age no fluido no sentido de amortecer a tendência de surgimento da turbulência. Este escoamento ocorre geralmente a baixas velocidades e em fluídos que apresentem grande viscosidade.

Escoamento turbulento

Ocorre quando as partículas de um fluido não movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, ou seja as partículas descrevem trajetórias irregulares, com movimento aleatório, produzindo uma transferência de quantidade de movimento entre regiões de massa líquida. Este escoamento é comum na água, cuja a viscosidade e relativamente baixa.

Escoamento rotacional

Ocorre quando as partículas de um fluido, numa certa região, apresentarem rotação em relação a um eixo qualquer. O escoamento rotacional também é denominado de vorticoso.

Escoamento irrotacional

Ocorre quando as partículas de um fluido, numa certa região, não apresentarem rotação em relação a um eixo qualquer.

A velocidade do fluido aumenta com a distância às paredes do tubo. Se a viscosidade de um fluido for pequena, ou o tubo possuir um grande diâmetro, uma grande região central irá fluir com velocidade uniforme. Para um fluido de alta viscosidade a transição acontece ao longo de uma grande distância e em um  tubo de pequeno diâmetro a velocidade pode variar através do tubo.

FONTES PARA ADAPTAÇÃO DO TEXTO.

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/

http://www.if.ufrj.br/

PORTO, Rodrigo de Melo. Hidráulica Básica. 4ª Edição. EESC USP.

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