Nesteviskositeetti on nesteen sisäisen kitkan mitta. Suuren viskositeetin nesteet virtaavat hitaasti, kun taas matalaviskositeettiset nesteet virtaavat nopeasti. Laavalla on suhteellisen korkea viskositeetti; vedellä on suhteellisen vähän vettä. Voit mitata nesteen viskositeetin mittaamalla pallon nopeuden, kun se putoaa nesteen läpi. Pallon nopeutta yhdistettynä pallon ja nesteen suhteellisiin tiheyksiin voidaan käyttää nesteen viskositeetin laskemiseen.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Mittaamalla nestesäiliöön pudotetun metallikuulan nopeus, voit määrittää nesteen viskositeetin.
Pallon tiheyden laskeminen
Mittaa pallon massa käyttämällä tasapainoa. Oletetaan esimerkiksi, että pallon massa on 0,1 kilogrammaa (kg).
Etsi pallon säde mittaamalla ensin halkaisija (suoran linjan etäisyys pallon läpi leveimmässä osassa). Jaa halkaisija 2: lla; tämä antaa pallon säteen. Laske pallon tilavuus kytkemällä säde pallon tilavuuden yhtälöön. Oletetaan, että kuulalaakerin säde on 0,01 metriä (m). Äänenvoimakkuus olisi:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3
Laske pallon tiheys jakamalla sen massa tilavuudella. Pallon tiheys esimerkissä olisi:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23,866 \ text {kg / m} ^ 3
Nesteen tiheyden laskeminen
Mittaa mittasylinterin massa, kun se on tyhjä. Mittaa sitten mittasylinterin massa 100 millilitralla (ml) nestettä. Oletetaan, että tyhjän sylinterin massa oli 0,2 kg ja nesteen kanssa sen massa oli 0,45 kg.
Määritä nesteen massa vähentämällä tyhjän sylinterin massa nesteen kanssa sylinterin massasta. Esimerkissä: Nestemassa = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Määritä nesteen tiheys jakamalla sen massa tilavuudella. Esimerkki:
d = \ frac {0,25 \ teksti {kg}} {100 \ teksti {ml}} = 0,0025 \ teksti {kg / ml} = 2 500 \ teksti {kg / m} ^ 3
1 ml on yhtä suuri kuin 1 cm3 ja Miljoona kuutiosenttimetriä vastaa yhtä kuutiometriä
Nesteen viskositeetin mittaaminen
Täytä pitkä mittasylinteri nesteellä niin, että se on noin 2 cm sylinterin yläosasta. Tee merkinnällä merkki 2 cm nesteen pinnan alle. Merkitse toinen viiva 2 cm sylinterin pohjasta.
Mittaa etäisyys sylinterin kahden merkin välillä. Oletetaan, että etäisyys on 0,3 m.
Anna pallon mennä nesteen pinnalle ja käytä sekuntikellostasi aikaa, kuinka kauan pallo putoaa ensimmäisestä merkistä toiseen. Oletetaan, että pallon pudottamiseen kului 6 sekuntia.
Laske putoavan pallon nopeus jakamalla sen pudonnut matka kulamalle ajalle. Esimerkissä:
v = \ frac {0.3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0.05 \ text {m / s}
Laske nesteen viskositeetti keräämistäsi tiedoista:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (\ text {pallotiheys} - \ text {nestetiheys}) ga ^ 2} {9v}
missä g = painovoiman aiheuttama kiihtyvyys = 9,8 m / s2 a = kuulalaakerin säde v = kuulalaakerin nopeus nesteen läpi
Liitä mittauksesi yhtälöön nesteen viskositeetin laskemiseksi. Esimerkiksi laskenta näyttäisi tältä:
\ text {viskositeetti} = \ frac {2 (23866-2500) (9.8) (0.01) ^ 2} {9 (0.05)} = 93.1 \ text {pascal sekuntia}
Tarvittavat asiat
- Saldo
- Metri tikku
- Suuri mittasylinteri
- Pieni metallipallo
- Marker
- Sekuntikello