Relatório da matéria Fenômenos de Transporte sobre a determinação experimental da densidade do leite, assim como sua densidade relativa e a comparação com o valor tabelado.

Tipologia: Trabalhos

2020

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CENTRO UNIVERSITÁRIO TIRADENTES

Anny Luise Moura, Caroline Vasconcelos Torres e Jacques Alberto Ehrardt

DETERMINAR A DENSIDADE DO LEITE

MACEIÓ - AL

2020

Anny Luise Moura, Caroline Vasconcelos Torres e Jacques Alberto Ehrardt

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CENTRO UNIVERSITÁRIO TIRADENTES

Anny Luise Moura, Caroline Vasconcelos Torres e Jacques Alberto Ehrardt DETERMINAR A DENSIDADE DO LEITE MACEIÓ - AL 2020 Anny Luise Moura, Caroline Vasconcelos Torres e Jacques Alberto Ehrardt

DETERMINAR A DENSIDADE DO LEITE

Relatório apresentado ao curso de engenharia mecatrônica, do Centro Universitário Tiradentes, como requisito parcial para obtenção da medida de eficiência para matéria de fenômenos de transporte 1. Orientadora: Prof Jailma Barros dos Santos MACEIÓ - AL 2020 SUMÁRIO PRÁTICA 1

RESUMO …………………………………………….………………………………………
INTRODUÇÃO ……………………………………………………………………………... 4
OBJETIVO ………………………………………………………………………………….. 5
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS ..…………………………………... 5
METODOLOGIA …………………………………………………………………………….
RESULTADOS E DISCUSSÃO ………...………………………………………………... 6
CONCLUSÕES ..…………………………………………………………………………... 6
REFERÊNCIAS …..………………………………………………………………………... 6 PRÁTICA 2
RESUMO …………………………………………….………………………………………

Podem ser citados como exemplos a medição de massa específica de etanol e de gasolina nas bombas que são utilizadas nos postos de combustíveis. Toda bomba de venda de combustível deve ter em sua lateral um dispositivo com um densímetro de vidro que possibilite ao consumidor verificar a qualidade do combustível através de sua massa específica, que deve estar nos limites especificados pela legislação da Agência Nacional de Petróleo – ANP. De forma geral, se a substância é homogênea, então a sua densidade é a mesma em todos os pontos do volume que ocupa. A densidade depende do tipo de substância, mas é em geral influenciada pela temperatura e pela pressão. Para encontrar a densidade ρ de um corpo, isolamos um pequeno elemento de volume ΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. AV ao redor daquele ponto e medimos a massa ΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. Am do fluido contido no elemento. A densidade é, portanto, dada pela razão: p=Δm/ΔVΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. Am/ΔVΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. AV Entretanto, vale lembrar que para os gases (fluidos incompressíveis), a densidade pode variar bastante. Define-se, assim, a densidade para um ponto em particular do fluido como sendo: p =Δm/ΔV lim ΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. Am/ΔVΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. AV, ΔV ao redor daquele ponto e medimos a massa Δm do fluido contido no elemento. AV -> δV. Na qual: δV é o menor volume para os quais asV. Na qual: δV. Na qual: δV é o menor volume para os quais asV é o menor volume para os quais as médias estatísticas são significativas. Sabemos, contudo, que a matéria, embora constituída por átomos, é, na maioria dos estudos de engenharia, discreta de suas propriedades, o que nos permite tratá-la como uma comunidade, facilitando, assim, muitas de suas aplicações. Desse modo, para fluidos incompressíveis e sólidos, podemos considerar a densidade simplesmente como a razão de massa sobre volume. Um aparelho bastante utilizado na determinação da densidade de corpos sólidos ou líquidos é o picnômetro, que é um pequeno frasco de vidro construído cuidadosamente de forma que o volume do fluido que contenha seja invariável. Ele possui uma abertura suficientemente larga e tampa muito bem esmerilhada perfurada na forma de um fino tubo capilar, munido de traço de referência e que pode conter, também, um termômetro. Em alguns casos, também pode possuir uma saída lateral.

3. OBJETIVO: Determinar a massa específica do leite através de ensaios de picnometria. Comparar os dados experimentais com os descritos na literatura (quando disponíveis). 4. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS: ● Leite; ● 2 Béqueres (250 mL); ● Balança semianalítica; ● 01 Picnômetro; ● Água destilada; ● 01 Termômetro; ● Papel Absorvente; ● 1 proveta de 10 mL. 5. METODOLOGIA A densidade é uma propriedade da matéria que depende da temperatura. Em geral os materiais (sólidos e fluidos) mudam o seu volume (em geral aumentam) com a temperatura, alterando assim sua densidade. Portanto, a densidade de qualquer material deve ser acompanhada da temperatura em que foi determinada.

Colocamos a solução de trabalho em um becker e, com um termômetro, determinamos a temperatura.
Pesamos o picnômetro vazio (m1=Δm/ΔV15,93g).

Pesamos o picnômetro repleto com o líquido em questão, até completar todo o volume da tampa do capilar (m2=Δm/ΔV28,34g).
Pesamos o picnômetro repleto de água destilada (m3=Δm/ΔV12,55g). A água é utilizada como líquido padrão de referência na determinação de densidade relativa de líquidos.
De posse de m1, m2, e m3, a massa do leite que ocupa o volume V do picnômetro, e a massa da água que ocupa o mesmo volume V pudemos finalmente determinar por meio de operações algébricas, e assim obter a densidade relativa (em relação à água) da substância em questão. Colocamos a vidraria na balança e efetuamos a medição da massa da solução transferida: m=Δm/ΔVm 2 -m 1 m=Δm/ΔV28,34-15, m=Δm/ΔV12, Finalmente, determinamos a densidade: p=Δm/ΔVm/ΔVV p=Δm/ΔV12,41/ΔV12, p=Δm/ΔV0,962g/ΔVml ou p=Δm/ΔV962kg/ΔVm³ Assim, a densidade relativa do leite é obtida a partir da equação: pr=Δm/ΔV962/ΔV pr=Δm/ΔV0, Na qual: é a massa do líquido em questão que ocupa o volume V do picnômetro, é a massa da água pura que ocupam o mesmo volume V. Fizemos um total de 3 medidas independentes da massa dos objetos e materiais envolvidos (picnômetro vazio e picnômetro cheio com o líquido em questão e água). Avaliação do erro Em qualquer medida experimental realizada, é necessário que tenhamos o conhecimento que fatores das mais diversas ordens podem interferir no resultado final a ser determinado. Tais desvios podem ter sido ocasionados devido a impurezas presentes na amostra, transferência de material de um recipiente para outro, calibração dos instrumentos e, também, aproximação de resultados numéricos. A margem de erro pode ser determinada pela expressão a seguir: %Erro =Δm/ΔV (p experimental - p tabelado) /ΔV p tabelado. %Erro =Δm/ΔV (962 - 1029,913) /ΔV 1029,913. %Erro =Δm/ΔV -6, 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ● A massa específica do leite foi de 962kg/ΔVm³ e a massa específica encontrada na literatura é de 1029,913kg/ΔVm³; ● O erro foi de -6,594%, o que significa que a massa específica descoberta foi abaixo do valor tabelado na literatura, podendo ter havido, então, alguns erros nas pesagens; ● A densidade relativa foi de 0,9887; ● O peso específico foi de 9437,22N/ΔVm³; ● O peso específico relativo foi 0,9887; 7. CONCLUSÃO O experimento obteve sua devida importância para a descoberta experimental da massa específica, da densidade relativa e do peso específico. E podemos então observar

cps (centipoises) : unidades de viscosidade absoluta. 3. OBJETIVO: Determinar a viscosidade do fluido através de ensaios em viscosímetro de copos; Comparar os dados experimentais com os descritos na literatura (quando disponíveis). 4. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS: ● Viscosímetro copo ford 2; ● Leite ● 1 cronômetro; ● 1 termômetro; ● 1 placa de vidro plana; ● 2 Béqueres (250 mL); 5. METODOLOGIA ● Selecionamos o número do copo de Ford número 2. ● Nivelamos o Copo no tripé com auxílio do nível de bolha e do vidro. ● Preenchemos o Copo com amostra a 25oC ± 0,2oC. ● Fechamos o orifício, com o dedo, e enchemos o copo até o nível máximo com a amostra. ● Colocamos o termômetro no recipiente que coletou a amostra. ● Removemos o excesso do produto. ● Liberamos o orifício e acionamos simultaneamente o cronômetro. ● Paramos o cronômetro na primeira interrupção de fluxo e anotamos o tempo em segundos. ● Anotamos o tempo de escoamento em segundos, o número do Copo de Ford utilizado e respectivo número de série. ● Repetimos o procedimento 3 vezes. 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ● Calculamos o valor médio dos tempos de esvaziamento total do copo: t1=Δm/ΔV27,65s. t2=Δm/ΔV27,21s. t3=Δm/ΔV27,35s T=Δm/ΔV(t1+t2+t3)/ΔV T=Δm/ΔV27,4s ● Calculamos a viscosidade cinemática: V=Δm/ΔVA.T+B V=Δm/ΔV0,6658.27,4-17, V=Δm/ΔV1,163mm²/ΔVs ou 1,163.10-6^ m²/ΔVs ● De acordo com a tabela, no orifício 2, a viscosidade mínima será de 0,2 mm²/ΔVs e a máxima seria de 62,8 mm²/ΔVs. Como a viscosidade cinemática calculada foi de 1, mm²/ΔVs, então ela está dentro dos padrões ● Tabela da viscosidade: Viscosidade (mm²/ΔVs) =Δm/ΔV A. t + B A B tmín tmáx tencont rado viscmín viscmáx viscencontrad a 0,6658 -17,08 26s 120s 27,4s 0,2mm²/ΔV s 62,8mm²/ΔV s 1,163mm²/ΔVs

Comparando os resultados com dados de outra fonte (viscosidade dinâmica=Δm/ΔV1, mPa.s; viscosidade cinemática=Δm/ΔV1,92mm²/ΔVs), podemos perceber uma disparidade na viscosidade cinemática encontrada de aproximadamente -39,43% em relação ao valor tabelado.. ● De posse da viscosidade cinemática, obtida experimentalmente, determine a viscosidade dinâmica. u=Δm/ΔVV.p u=Δm/ΔV1,163.10-6^. 962 u=Δm/ΔV1,12.10-3^ kg/ΔVs.m ● Dessa forma, a diferença entre a viscosidade dinâmica tabelada e a experimental é de aproximadamente -39,46%.

7. CONCLUSÃO O experimento obteve sua devida importância para a descoberta experimental da viscosidade dinâmica e cinemática. E podemos então observar as diferenças em relação aos dados encontrados na literatura e os obtidos experimentalmente, devido à diferença de temperaturas, impurezas na amostra, transferência de material de um recipiente para o outro, dentre outros fatores. 8. REFERÊNCIAS PINHO, C. R. G.; FRANCHI, M. A.; AUGUSTO, P. E. D.; CRISTIANINI, M. Avaliação do escoamento de leite desnatado durante homogeneização a alta pressão (HAP) por meio de fluidodinâmica computacional (CFD). Braz. J. Food Technol ., Campinas, v. 14, n. 3, p. 232-240, jul./ΔVset. 2011. BRUNETTI, Franco. Mecânica dos fluidos. 2. ed., rev., 9. reimpr. São Paulo, SP: Prentice Hall, 2015. FOX, Robert W. et al.Introdução à mecânica dos fluidos. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2014. WHITE, Frank M. Mecânica dos fluidos. 6. ed. Porto Alegre, RS: AMGH, c