Cum se măsoară vâscozitatea: 10 pași (cu ilustrații)

Viscozitatea poate fi definită ca o măsură a rezistenței la fluid la debit, care se numește și fricțiune internă a fluidului. Luați, de exemplu, apă și miere. Apa curge relativ ușor, în timp ce mierea este mult mai puțin tehnică. Din moment ce mierea este mai puțin supusă fluxului, are o vâscozitate mai mare decât apa. Există multe modalități de a măsura vâscozitatea și în cea mai simplă picătură a mingii într-un recipient transparent cu un lichid, a cărui vâscozitate trebuie determinată.

Pași

Partea 1 din 2:

Ce este vâscozitatea

unu. Aflați ce viscozitate este. Viscozitatea determină rezistența la fluid la curgere. Fluide mari de vâscozitate, cum ar fi miere, curg foarte lent. În același timp, fluidele scăzute de vâscozitate, cum ar fi fluxul de apă rapid. Viscozitatea este măsurată în pascals pentru o secundă (Pa).

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 2

2. Notați ecuația de vâscozitate. În experimentul descris mai jos, viteza de trecere a mingelor prin fluid este măsurată pentru a determina vâscozitatea. Formula pentru determinarea vâscozității este scrisă ca [2 (p_Ns.-P_J) ga] / 9v, Unde P_Ns. - Densitatea bulbului, P_J - Densitatea lichidului, G - accelerarea gravitației, A - Radius de minge, V - viteza mingea.

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 3

3. Luați în considerare amploarea inclusă în formula. Densitatea subiectului este definită ca o masă pe unitatea unității și este indicată de scrisoare P. În formula noastră, este necesar să se determine densitatea mingelor P_Ns. și densitatea lichidă P_J, prin care trece. Pentru a determina raza mingii A, Puteți măsura durata circumferinței sale și împărțiți-o cu 2π. Cauzate de forța accelerației gravitației de cădere liberă G este o constantă care depinde de planetă. Pentru pământ, accelerarea căderii libere este de 9,8 m / s. Schimbă viteza V, care este măsurată în timpul experimentului, reprezintă distanța în metri împărțită la numărul de secunde (m / s).

Partea 2 din 2:

Măsurarea vâscozității

unu. Pregătiți tot ce aveți nevoie pentru experiment. Pentru a determina viscozitatea fluidului, veți avea nevoie de o minge, gradate Menzurka, riglă, cronometru, testul fluidului, scale și calculator. Acest experiment este alcătuit din mai mulți pași, iar dacă faceți totul corect, puteți defini vâscozitatea fluidului.

Pentru un experiment, este potrivit o mică marmură sau o minge de oțel. Diametrul său nu trebuie să depășească diametrul Menzurki, astfel încât să poată cădea liber în ea.
Puteți lua un meniu de plastic destul de mare, cu diviziuni pe suprafața laterală care vă permit să determinați volumul.
În loc de cronometru, puteți folosi ore obișnuite, dar în acest caz veți obține rezultate mai puțin precise.
Lichidul trebuie să fie destul de transparent, astfel încât să vedeți cum mingea este coborâtă în ea. Încercați să utilizați diferite lichide la viteze diferite ale curentului pentru a vedea cum diferă vâscozitatea lor. De exemplu, puteți lua apă, miere, sirop, ulei vegetal și lapte.

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 5

2. Calculați densitatea mingelor. Pentru a determina vâscozitatea, trebuie să știți densitate atât materialul bulb, cât și lichidul. Densitate D Calculată prin formula

D = M / V

, Unde M - masa subiectului și V - Volumul său.

Puneți becul pe scară și măsurați-l. Notați valoarea obținută în grame (g).

Găsi Castron V cu ajutorul formulei V = (4/3) x π x r, unde π este o constantă egală cu 3,14 și R - Radius de minge. Rază de minge Se poate găsi după cum urmează: măsurați lungimea circumferinței sale și apoi împărțiți-o pe 2π.

De asemenea, puteți găsi volumul mingelor în cantitatea de apă pe care o deplasează de la Menzur. Înregistrați înălțimea inițială a nivelului apei, apoi coborâți mingea în apă și marcați noul nivel de apă. Înlocuiți nivelul inițial. Ca rezultat, veți primi un volum în vrac în mililitri (ml).

Calculați densitatea formulei

D = M / V

. Ca rezultat, veți găsi densitate în grame pe mililitri (g / ml).

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 6

3. Determinați densitatea fluidului studiat. Fă-o cu aceeași formulă.

Mai întâi măsurați lotul de mennisk gol. Apoi turnați lichidul în Menzur și îl cântărește din nou. Scoateți din masa minzurului cu o masă lichidă de Mennairok gol - ca rezultat veți avea o masă de lichid în grame (g).

Pentru a găsi volumul lichidului, determinați pur și simplu înălțimea nivelului său în Menzurka prin diviziuni de pe suprafața laterală. Notați rezultatul obținut în mililitri (ml).

Înlocuiți rezultatele în formula

D = M / V

, Și veți avea o densitate lichidă în grame pe mililitri (g / ml).

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 7

4. Completați lichidul Menzurka și faceți etichete pe el. Umpleți Menspkenul cu lichidul studiat și puneți pe suprafața laterală a etichetei. Umpleți încet lichidul în Menzurka, astfel încât să îl umpleți în aproximativ ½-¾.

Desenați o etichetă în partea de sus a Menzurka de aproximativ 2,5 centimetri sub nivelul lichidului.

Puneți a doua etichetă cu aproximativ 2,5 centimetri deasupra fundului Menzur.

Măsurați distanța dintre eticheta superioară și inferioară. Aplicați la eticheta de jos începutul liniei și măsurați distanța până la eticheta de sus.

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 8

cinci. Măsurați timpul pentru care mingea depășește distanța dintre semne. Coborâți mingea în lichid și porniți cronometrul atunci când marginea inferioară a mingelor vine cu marcajul de sus. Opriți cronometrul atunci când mingea va ajunge la marcajul de jos.

Aceste măsurători sunt mai dificil de realizat pe fluidele scăzute de vâscozitate, deoarece în ele mingea cade mai rapidă, nu este ușor pentru timpul exact.

Repetați această etapă de cel puțin trei ori (mai multe măsurători pe care le faceți, cu atât rezultatul va fi mai precis) și să definiți trei valori valoarea medie. Pentru a găsi valoarea medie, pliați toate rezultatele obținute și împărțiți-le la numărul de măsurători.

Pentru această metodă, este mai bine să utilizați o minge suficient de mică - în acest caz, fluxul de fluid în jurul valorii de minge va fi într-adevăr vâscos și departe de turbulent. În plus, mingea trebuie să fie suficient de mică în comparație cu Menzurka, astfel încât în timpul căderii, distanța dintre ea și pereții ei era de cel puțin 10 raze de minge.

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 9

6. Calculați viteza mingelor. Viteza corespunde distanței împărțite în momentul petrecut pentru a depăși această distanță. Viteză V Formula este exprimată

V = D / T

, Unde D - Distanta parcursa, T - A petrecut timp.

Submire valorile măsurate în formula

V = D / T

și determinați viteza mingea.

Imagine intitulată Măsura Vâscozitatea Pasul 10

7. Calculați vâscozitatea fluidului. Înlocuiți valorile găsite în formula Vâscozitate = [2 (p_Ns.-P_J) ga] / 9v, Unde P_Ns. - Densitatea bulbului, P_J - Densitatea lichidului, G - accelerarea căderii libere (valoare constantă, egală cu 9,8 m / s), A - Radius de minge, V - viteza mingea.

Să presupunem că densitatea fluidului este de 1,4 g / ml, densitatea bilei este de 5 g / ml, raza sa este de 0,002 m, iar viteza mingea este de 0,05 m / s.

Înlocuim aceste valori în formula și obținem: vâscozitate = [2 (5 - 1,4) (9,8) (0,002) ^ 2] / (9 x 0,05) = 0,00062784 PA · S.

sfaturi

Înregistrați toate valorile din tabel, pentru a nu fi confundat în rezultatele măsurătorilor.
Toate măsurătorile trebuie efectuate în sistemul metric.
Nu uitați să specificați în cele din urmă unitățile de măsurare.

Avertizări

Pentru această metodă, densitatea mingii trebuie să depășească densitatea lichidului.
Nu turnați prea mult lichid în menspken, astfel încât nivelul său de sus să nu se potrivească prea aproape de marginea minzurului. Dacă nu lăsați suficient spațiu, atunci când coborâți mingea în Menzurka, o parte din lichidul se poate vărsa din ea, ceea ce va distorsiona rezultatele măsurătorilor.
Se toarnă lichidul anterior de la Menzur și se usucă complet înainte de a efectua măsurători pe noul fluid.
Înainte de începerea experimentelor, verificați dacă nu există resturi de apă sau alt lichid în Menzurka. Lichidul străin va afecta negativ acuratețea rezultatelor obținute.