Вискозитетът на течността е мярка за вътрешното триене на течността. Течностите с висок вискозитет текат бавно, докато течностите с нисък вискозитет текат бързо. Лавата има относително висок вискозитет; водата има относително ниска. Можете да измервате вискозитета на течността, като измервате скоростта на сферата, когато тя пада през течността. Скоростта на сферата, съчетана с относителните плътности на сферата и течността, може да се използва за изчисляване на вискозитета на течността.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Чрез измерване на скоростта на метална топка, изпусната в съд с течност, можете да определите вискозитета на течността.
Изчисляване на плътността на топката
Измерете масата на вашата топка, като използвате баланса си. Да предположим например, че масата на топката е 0,1 килограма (кг).
Намерете радиуса на топката, като първо измерите диаметъра (разстояние на права линия през топката в най-широката част). Разделете диаметъра на 2; това дава радиуса на вашата топка. Изчислете обема на топката, като включите радиуса в уравнението за обема на сфера. Да предположим, че сферичният лагер има радиус от 0,01 метра (m). Обемът ще бъде:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ текст {m} ^ 3
Изчислете плътността на топката, като разделите нейната маса на обема. Плътността на топката в примера ще бъде:
d = \ frac {0,1} {0,00000419} = 23,866 \ текст {kg / m} ^ 3
Изчисляване на плътността на течността
Измерете масата на вашия градуиран цилиндър, когато той е празен. След това измерете масата на вашия градуиран цилиндър със 100 милилитра (ml) течност в него. Да предположим, че празният цилиндър е с маса 0,2 kg, а с течност масата му е 0,45 kg.
Определете масата на течността, като извадите масата на празния цилиндър от масата на цилиндъра с течността. В примера: Маса на течността = 0,45 кг - 0,2 кг = 0,25 кг
Определете плътността на течността, като разделите нейната маса на обема. Пример:
d = \ frac {0,25 \ text {kg}} {100 \ text {mL}} = 0,0025 \ text {kg / mL} = 2500 \ text {kg / m} ^ 3
1 ml е равно на 1 cm3 и 1 милион кубични сантиметра са равни на 1 кубичен метър
Измерване на вискозитета на течността
Напълнете високия си градуиран цилиндър с течността, така че да е на около 2 см от горната му част. Използвайте маркера си, за да направите маркировка на 2 см под повърхността на течността. Маркирайте друга линия на 2 см от дъното на цилиндъра.
Измерете разстоянието между двете марки на градуирания цилиндър. Да предположим, че разстоянието е 0,3 m.
Оставете топката да отиде на повърхността на течността и използвайте хронометъра си, за да определите колко време отнема топката от първата марка до втората марка. Да предположим, че на топката са били нужни 6 секунди, за да спадне дистанцията.
Изчислете скоростта на падащата топка, като разделите разстоянието, което е паднала, на необходимото време. В примера:
v = \ frac {0,3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0,05 \ text {m / s}
Изчислете вискозитета на течността от данните, които сте събрали:
\ text {вискозитет} = \ frac {2 (\ text {плътност на топката} - \ text {плътност на течността}) ga ^ 2} {9v}
където g = ускорение поради гравитацията = 9,8 m / s2 a = радиус на сачмен лагер v = скорост на сачмен лагер през течност
Включете вашите измервания в уравнението, за да изчислите вискозитета на течността. Например, изчислението ще изглежда така:
\ text {вискозитет} = \ frac {2 (23,866-2,500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {паскални секунди}
Неща, от които ще се нуждаете
- Баланс
- Измервателна пръчка
- Голям градуиран цилиндър
- Малка метална топка
- Маркер
- Хронометър