1 RELATORIO FETRANS - DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE VISCOSIDADE POR MEIO DO VISCOSÍMETRO DE STOKES

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CENTRO UNIVERSITÁRIO FANOR WYDEN 
ENGENHARIAS WYDEN 
 
 
ANA CAROLINA GAMA MONTEIRO - N° 202304454711 
ANTÔNIO ALAN DA SILVA - N° 202209200765 
CARLOS EMANUEL FARIAS DE OLIVEIRA - N° 202304128804 
DIEGO SILVA OLIVEIRA - N° 202302368298 
MAYCON HALLEF DE SOUZA CAMURÇA - N° 202304399875 
 
 
 
 
 
 
AULA DE LABORATÓRIO 
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE VISCOSIDADE POR MEIO DO 
VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
 
 
 
FORTALEZA 
2024 
ANA CAROLINA GAMA MONTEIRO - N° 202304454711 
ANTÔNIO ALAN DA SILVA - N° 202209200765 
CARLOS EMANUEL FARIAS DE OLIVEIRA - N° 202304128804 
DIEGO SILVA OLIVEIRA - N° 202302368298 
MAYCON HALLEF DE SOUZA CAMURÇA - N° 202304399875 
 
 
 
 
AULA DE LABORATÓRIO 
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DE VISCOSIDADE POR MEIO DO 
VISCOSÍMETRO DE STOKES 
 
1º Relatório apresentado à disciplina de 
Fenômenos de Transportes dos cursos de 
Engenharias, do Centro Universitário 
UniFanor Wyden, como parte da Nota 
Final da disciplina. 
 
Prof. Dr. Eduardo Galdino de Souza. 
 
 
 
FORTALEZA 
2024 
RESUMO 
 
Ao longo da história percebemos a evolução no âmbito das engenharias. Tal fato se deve 
principalmente ao nascimento de grandes físicos/matemáticos e ao desenvolvimento de 
tecnologia de ponta. Nesse contexto social, surgiram os conceitos de densidade e 
viscosidade. Os quais futuramente seriam de grande importância no desenrolar das 
engenharias. 
Dessa forma, trazendo a utilidade desses conceitos para o contexto das engenharias, temos 
que a densidade é comumente utilizada na engenharia química, uma vez que cada material 
possui o seu valor, e assim fica mais fácil de saber se a substância foi contaminada ou 
não, uma vez que esse valor pré-estabelecido vai ser alterado. Já o teor de viscosidade de 
uma substância ajuda a engenharia mecânica a escolher o melhor tipo de motor para 
lubrificar. 
É importante ressaltar que esse trabalho objetiva trazer para mais perto da realidade dos 
alunos, a importância desses conceitos bem como a experiência de calcular a viscosidade 
do fluido através do método do Viscosímetro de Stokes. Assim sendo, a experiência 
contou com a escolha de um líquido viscoso, álcool etílico 70°, viscosímetro de stokes, 
paquímetro, álcool etílico 70° (fluído viscoso), esferas de três tamanhos distintos, proveta 
e balança. 
Logo, começamos pesando a massa da esfera de aço e calculando a massa do fluído, 
obtendo respectivamente 18,8g e 84,3g. Depois calculamos a densidade da esfera e do 
álcool, obtendo os valores de 7,85 g/cm³ e 0,843g/cm³. Após seguir uma série de passos, 
encontramos o valor de 9,4276 Poise para a viscosidade do fluido trabalhado. Contudo, 
observamos que esse valor foi diferente da viscosidade do álcool etílico puro, de 
viscosidade 1,20cP, tal diferença se deve ao fato de que o escoamento não foi pelo 
regime laminar. 
 
Palavras-chaves: Viscosímetro de Stokes, viscosidade e fluido. 
 
 
 
 
 INTRODUÇÃO 
 
De fato, é notório que o século XXI mostra um grande investimento em 
novas tecnologias que possuem o objetivo de otimizar o tempo e gerar uma 
produção maior de um serviço ou produto. Nesse sentido, vimos ao decorrer dos 
anos a evolução nos campos da medicina, química, engenharias, etc. Além disso, 
é importante ressaltar que tudo o que temos de avanços nos dias de hoje foi 
possível graças aos primeiros descobrimentos realizados na antiguidade. 
É nesse contexto que percebemos os conceitos de densidade, massa 
específica e viscosidade aplicados claramente nos projetos das engenharias. 
Assim sendo, a densidade é uma grandeza física que é obtida através da massa, 
medida em gramas (Kg), pelo volume, medido em mililitros (m³). Cada material 
possui um valor de densidade estabelecido, logo, com ela é possível identificar o 
material que você está trabalhando em um projeto. Dessa forma, conseguimos 
estabelecer uma rotina de controle de qualidade em uma indústria por meio do 
valor pré-definido da razão da massa pelo volume, visto que ao obter o padrão de 
densidade em um material fica mais fácil de identificar se ele foi “contaminado” 
por outra substância. Outrossim, a engenharia naval deve calcular exatamente a 
densidade da âncora para que ela seja mais densa que a água e possa afundar e dar 
um aspecto de imobilidade ao navio. 
Já a massa específica também mede a distribuição de massa pelo volume 
que o objeto ocupa, contudo, no cálculo ela despreza os espaços vazios contidos 
no interior de uma substância. Nesse cenário, um exemplo da importância da 
massa específica no âmbito das engenharias é o fato de que quanto maior ela for, 
maior será a capacidade do material de gerar energia. Consequentemente, uma 
usina que trabalhe com uma substância com alta massa específica e alta pressão 
gera mais trabalho no processo de expansão, ou seja, mais energia mecânica vai 
se transformar em mais energia elétrica do que se utilizasse um material com a 
massa específica baixa. Além disso, é importante ressaltar que fluidos que 
apresentam uma massa específica mais alta, são submetidos a uma pressão maior, 
visto que eles ocupam o fundo de um recipiente. 
 
Por fim, a viscosidade é uma propriedade física que descreve a resistência 
de um fluído ao participar de um fluxo. À vista disso, ela consegue descrever 
como um fluido deve ser trabalhado, ou seja, quanto mais viscoso for mais difícil 
será de trabalhar e por isso teremos que aumentar a temperatura para que ele se 
torne menos viscoso e mais fácil de se trabalhar. Na engenharia, podemos ver a 
aplicabilidade desse exemplo no bombeamento de petróleo, o qual por ser um 
fluido muito viscoso, tem que ser submetido a temperaturas muito altas a fim de 
se tornar menos viscoso e consequentemente, mais fácil de se trabalhar. 
Portanto, é fácil notar que esses três conceitos são de total importância 
para o meio da engenharia. No entanto, normalmente não conseguimos visualizar 
a consequência da aplicação desses conceitos no cotidiano e ficou mais claro após 
experiência com o Viscosímetro de Stokes na aula de laboratório do dia 11/04 a 
fim de comprovar a precisão do método para obter a viscosidade do fluido. 
O Viscosímetro de Stokes é um equipamento de laboratório que é 
composto por um tubo, esferas de aço e um cronômetro digital (medidor de tempo 
e velocidade da queda da esfera). Ele é utilizado para determinar a viscosidade de 
um fluido. Para isso, é necessário obter a densidade do fluido e a viscosidade. 
Como visto anteriormente, a densidade é uma grandeza física que será obtida por 
meio da razão da massa específica pelo volume, ou seja, quanto maior o volume 
menor será a densidade. Já a viscosidade dependerá do produto entre a densidade 
final (densidade esfera- densidade fluido) pela gravidade pelo diâmetro, dividido 
pelo produto de 18 pela velocidade média da queda da esfera, logo, quanto maior 
for a velocidade média de queda menos viscoso será o fluído inserido no 
viscosímetro 
 
 
 
 
METODOLOGIA 
 
O experimento consistiu na execução de duas partes. A primeira começou com 
organização das equipes com cinco integrantes, depois, escolhemos o líquido viscoso a 
ser trabalhado, nesse caso, escolhemos o álcool etílico a 70°. Seguindo o material com as 
devidas instruções, o primeiro passo foi pesar a massa da proveta na balança digital e 
depois despejamos 100ml de álcool etílico nela. Após isso, foi necessário colocar a 
proveta cheia na balança digital. Dessa forma, a massa específica do álcool etílico a 70° 
seria dada mediante a subtração da massa referente a proveta cheia do líquido 
viscoso pela massa da proveta vazia. Assim, a massa específica do fluído seria dada em 
grama (g). 
Após a descoberta do valor da massa do fluido, calculamos as massas das três 
esferas de aço (de porte pequeno, médio e grande) para utilizar durante o experimento. 
Após isso,utilizamos da balança digital para obter a massa individual de cada uma. 
Posteriormente utilizamos o paquímetro para medir o diâmetro do tubo inserido 
no Viscosímetro de Stokes e da esfera. Assim, os dados encontrados foram anotados para 
posteriormente utilizá-los no decorrer dos cálculos. 
A segunda parte do experimento foi subdividida em quatro etapas a serem 
seguidas rigorosamente. A primeira começou quando despejamos totalmente o líquido 
viscoso no tubo do viscosímetro, a segunda foi quando iniciamos o cronômetro digital na 
função dois e cinco (de acordo com os dois sensores que estavam funcionando) e optamos 
por inserir a distância, a terceira parte iniciou com a esfera sendo arremessada para dentro 
do tubo e por fim, a quarta parte iniciava quando a esfera chegava ao fim do tubo e 
clicamos em “ver experimento no cronômetro”. É importante ressaltar que ao ver o 
resultado no cronômetro, tínhamos que ser extremamente cuidadosos para anotar com 
precisão os valores de tempo e velocidade emitidos. Enquanto uma parte da equipe 
anotava os resultados, a outra retirava a esfera de aço com a ajuda de um ímã sendo 
arrastado na horizontal do tubo. 
Vale destacar que no planejamento estava que iríamos utilizar três esferas de 
tamanhos diferentes, no entanto, as esferas pequena e média não conseguiram ser 
captadas pelos sensores dois e cinco do viscosímetro. Por conta dessa dificuldade, o 
professor Eduardo Galdino acabou por autorizar a somente a utilização da esfera maior 
para realizar o experimento. 
Essa mesma sequência foi realizada três vezes. Após concluir o experimento com 
exatidão, a equipe ficou encarregada de calcular as velocidades a fim de verificar se elas 
batiam ou não com as que o cronômetro marcou e finalizar os cálculos para obter o valor 
definido para a viscosidade (μ) dada método de Stokes. 
 O primeiro cálculo a ser realizado após a finalização do experimento foi a 
densidade do álcool (ρf). Como dito anteriormente, ela é estabelecida pela razão da massa 
pelo volume. Assim, dividimos a massa do fluído pelo volume do tubo: 
ρf = mf / V, unidade: g/cm³ 
 Na qual o volume trabalhado será o volume da proveta, ou seja, 100ml 
 O segundo cálculo foi para descobrir a densidade da esfera. Assim, repetimos a 
mesma fórmula, porém, o volume dessa vez foi calculado pela fórmula de volume da 
esfera: 
Ve = (4 /3). π . R³, unidade: cm³ 
 Ao descobrir o valor do volume da esfera (Ve), substituímos na fórmula para 
encontrar a densidade da esfera: 
ρe = me / Ve, unidade:g/cm³ 
 
 Com as densidades, velocidades e tempos descobertos era hora de encontrar a 
viscosidade ( μ) pelo método do Viscosímetro de Stokes. Dessa forma, é de praxe 
relembrar alguns conceitos da física I para entender o que ocorre com a esfera quando ela 
é submetida a queda em um meio viscoso. 
 
[Figura 01: Forças presentes na esfera de aço durante o lançamento vertical] 
 
 
Fonte: Roteiro do trabalho enviado pelo professor Eduardo Galdino, 2024. 
 Logo, a segunda Lei de Newton começa agir na esfera em queda, ou seja, a esfera 
sofre a ação da Força Peso (Fg) na horizontal e essa gera a reação Força de arrasto (Fd) e 
Força Empuxo (Fe). De forma que: 
Fg = Fd + Fe 
Fd = Fg - Fe 
6.π. μ.Vl.R = Ve.ρe.g - ρf.Ve.g 
6.π. μ.Vl.R = (4 /3). π . R³ . ρe.g - ρf.(4 /3). π . R³.g 
6.π. μ.Vl.R = (4 /3). π . R³.g( ρe - ρf) 
μ = (1/18).[( ρe - ρf).g.d²/Vl] 
 
 
2.2.Materiais: 
Para a realização do projeto foi necessário utilizar: 
• 100 ml de Álcool etílico 70° 
• 01 Proveta 
• 01 balança digital 
• 01 Viscosímetro de Stokes 
• 01 bola de aço 
• 01 paquímetro 
2.3. Fotos: 
[Figura 02: O integrante Alan lançando a esfera de aço maior na ponta do viscosímetro 
de Stokes.] 
 
Fonte: Oliveira, Diego 
[Figura 03:Primeiro tempo a ser registrado no cronômetro.]
 
Fonte: Oliveira, Diego 
[Figura 04:Primeira velocidade a ser registrada pelo cronômetro. ]
 
Fonte: Oliveira, Diego 
[Figura 05: Segundo tempo medido durante a execução do experimento. ]
 
Fonte: Oliveira, Diego 
[Figura 06:Segunda velocidade a ser registrada pelo cronômetro. ]
 
Fonte: Oliveira, Diego 
[Figura 07: Terceiro tempo medido durante a execução do experimento. ]
 
Fonte: Oliveira, Diego 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
3.1. Determinação da massa do líquido viscoso (mf): 
mf = mc - mv 
mf = 195,4 - 111,1 
mf = 84,3g 
3.2. Determinação do diâmetro da esfera (d): 
 d = 16,66mm 
 → para transformar o diâmetro de mm para cm: 
d = 16,66 . 10^-1 
d = 1,67 cm 
3.3. Determinação do raio da esfera ( R ) : 
R = d/2 
R = 1,67/ 2 
R = 0,83 cm 
3.4. Determinação da massa da esfera (me): 
me: 18,8g 
3.5 Determinação da densidade do fluído (ρf): 
100 ml = 100 cm³ 
ρf = mf / V 
ρf = 84,3g / 100cm³ 
ρf = 0,843g/cm³ 
3.6 Determinação do volume da esfera (Ve): 
Ve = (4 /3). π . R³ 
Ve = (4 /3). π .(0,83) ³ 
Ve = 2,395cm³ 
3.7. Determinação da densidade da esfera (ρe): 
ρe = me / Ve 
ρe = 18,8g / 2,395cm³ 
ρe = 7,85 g / cm³ 
3.8 Determinação do fator de Ladenburg: 
d/D≤0,2 
→ d = diâmetro da esfera 
→ D = diâmetro do tubo 
1,66 cm/3cm = 0,55>>0,2 
O resultado obtido de 0,55 foi muito maior do que 0,2. 
3.9 Determinação das velocidades: 
 3.9.1 A distância utilizada foi de 10 cm e o primeiro tempo que apareceu no visor 
do cronômetro: 
 Vl1 = ∆L / ∆t 
Vl1 = 10 cm/ 0,08610 s 
Vl1 = 116,14 cm/s 
 
3.9.2 A distância utilizada foi de 10 cm e o segundo tempo que apareceu no visor do 
cronômetro: 
 Vl2 = ∆L / ∆t 
Vl2 = 10 cm/ 0,08590s 
Vl2 = 116,41 cm/s 
3.9.3 A distância utilizada foi de 10 cm e o terceiro tempo que apareceu no visor do 
cronômetro: 
 Vl3 = ∆L / ∆t 
Vl3 = 10 cm/ 0,09775s 
Vl3 = 102,30 cm/s 
4.0 Determinação da média das velocidades: 
Vl = (Vl1 + Vl2 + Vl3)/3 
Vl = (116,14 + 116,41 + 102,30)/3 
Vl = 111,62 cm/s 
4.1 Determinação da viscosidade do fluido (μ): 
 μ = [(ρe-ρf).g.d²]/18.Vl 
μ = [(7,85 - 0,843).981.(1,66)²]/18.111,62 
μ = 9,4276 Poise = 0,0942 cP 
4.2 Determinação do número de Reynolds: 
Nre = (ρ.Vl.d)/μ 
Nre = (843).(1,1162).(0,030)/(1,07.10-³) 
Nre= 26377 
obs: Como na execução do experimento só foi utilizada a esfera maior, isso causou 
um regime de escoamento não liminar 
 Ao finalizar o regime de cálculos podemos perceber que o regime de escoamento 
do álcool não foi laminar. Além disso, o fato de termos utilizado somente a esfera de aço 
grande para realizar o experimento pode ter impacto no cálculo da viscosidade. Além 
disso, o tubo do viscosímetro poderia ter sido utilizado anteriormente com a glicerina e a 
má higienização trouxe um valor de viscosidade diferente da literatura. 
 
 CONCLUSÃO 
 
Pela observação dos dados obtidos na aula de laboratório, é notório que as 
grandezas físicas: viscosidade, massa específica e densidade vão muito além do que 
simples conceitos expostos na sala de aula. No ramo das engenharias, evidencia-se que: 
o fator de viscosidade de um óleo de um motor pode determinar se as engrenagens 
realizam muito esforço para se movimentarem, já a densidade de uma âncora tem que ser 
calculada com precisão para que ela afunde e massa específica pode ser um “instrumento” 
para ajudar a separar misturas heterogêneas. Dessa forma, o trabalho na sala de aula fez 
com que aprendêssemos esses conceitos de forma mais lúdica e prática. 
Em relação ao método de Viscosímetro de Stokes para calcular a viscosidade do 
álcool etílico a 70°, foi bastante enriquecedor, proporcionando uma junção de química e 
física. Dessa forma, concluímos que seguir esse passo a passo gera uma estimativa da 
viscosidade real e não a viscosidade precisa, visto quedurante o processo podem ocorrer 
umas falhas que acabam por deturpar o resultado real. 
À vista disso, na realização da prática ocorreram alguns fatores que certamente 
acabaram por tornar o valor da viscosidade diferente do que é apresentado na literatura. 
Assim sendo, os fatores como: a força que integrante da equipe colocou para jogar a esfera 
de aço no tubo, a demora em repetir o processo, o tempo perdido quando tentamos jogar 
as esferas média e pequena colaboraram para que a viscosidade do fluido fosse 0,0942 
cP. 
Além disso, o fato de termos utilizado somente a esfera de aço grande para 
realizar o experimento pode ter impacto no cálculo da viscosidade. Além disso, o tubo 
do viscosímetro poderia ter sido utilizado anteriormente com a glicerina e a má 
higienização trouxe um valor de viscosidade diferente da literatura. 
Por fim, conclui-se que o método do Viscosímetro de Stokes é eficiente para 
mostrar uma média do valor real da viscosidade do fluido. No entanto, é importante 
compreender que dentro desse método existem limitações que devem ser consideradas ao 
obter o resultado. 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
https://www.preparaenem.com/fisica/massa-especifica-densidade.htm 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/densidade-massa-especifica.htm 
https://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20022/Jeferson/Densidade-1.htm 
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https://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariacivil/tsn__ft_aula_1_qm.pdf 
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Trabalho/DETERMINA%C7%C3O%20EXPERIMENTAL%20DA%20VISCOSIDAD
E%20ATRAV%C9S%20DO%20M%C9TODO%20DE%20STOKES.pdf 
https://prpi.ifce.edu.br/nl/_lib/file/doc1952-
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https://www.splabor.com.br/blog/viscosimetros-2/entendendo-a-viscosidade-conceitos-
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https://prpi.ifce.edu.br/nl/_lib/file/doc1952-Trabalho/DETERMINA%C7%C3O%20EXPERIMENTAL%20DA%20VISCOSIDADE%20ATRAV%C9S%20DO%20M%C9TODO%20DE%20STOKES.pdf
https://www.splabor.com.br/blog/viscosimetros-2/entendendo-a-viscosidade-conceitos-medicao-e-aplicacoes/#:~:text=e%20baixo%20custo.-,O%20viscos%C3%ADmetro%20de%20queda%20de%20esfera%2C%20tamb%C3%A9m%20conhecido%20como%20viscos%C3%ADmetro,esferas%20em%20um%20fluido%20viscoso
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