PRÁTICA LABORATÓRIO: VISCOSIDADE

PRÁTICA: DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE UM LÍQUIDO

1. Introdução

Por causa da interação das camadas adjacentes das moléculas, os líquidos realizam uma resistência contra o escoamento, conhecida como viscosidade.
Dos inúmeros métodos para se determinar a viscosidade de um líquido aplica-se aqui o método de Stokes, baseado na Lei de Stokes. Um corpo sólido caindo em um líquido sofre a ação de uma força de atrito para cima. Para uma esfera de raio (r), esta força de atrito segue a Lei de Stokes, que diz: A resistência encontrada por um sólido que se desloca em um líquido é proporcional a 6Π, ao raio do corpo sólido (r), ao coeficiente de viscosidade (η) e a velocidade do corpo (Vc), como mostra a Equação 1:

F = 6 . Π . η . Vc . r (1)

Além da força de atrito, age sobre a esfera a força gravitacional, Equação 2: P = 4/3 Π . r3. ρs . g (2) e a força do empuxo, Equação 3: E = 4/3 Π . r3 . ρliq . g (3)
A Figura 6.1 ilustra um esquema do experimento.

Figura 6.1. Esquema do experimento: esfera de vidro escoando em um fluido dentro de uma proveta, com ilustração do balanço das forças.

No momento da queda, em que o corpo tem uma velocidade constante, as forças se compensam, ou seja, E + F = P, e chega-se a Equação 4:

η = 2 . r2 . g . (ρs - ρliq)/ 9 . Vc (4)

onde ρs = densidade do sólido e ρliq = densidade do líquido.
Quando as grandezas da Equação 4 são expressas em unidades de CGS (centímetro–grama–segundo), a unidade de viscosidade chama-se Poise. Nos livros

encontram-se muitas vezes o milipoise (10-3 poise) abreviando mP, e centipoise (10-2 poise) abreviando cP.
Portanto, 1P é correspondente a 1g/cm.s; multiplicando esse valor por 100 obtém a unidade equivalente em 1cP, que é igual a 1mPa.s (lê-se milipascal segundos), que é outra unidade de viscosidade muito utilizada.
A velocidade da esfera será