Viskoznost tekućine mjera je unutarnjeg trenja tekućine. Tekućine s visokom viskoznošću teku sporo, dok tekućine niske viskoznosti teku brzo. Lava ima relativno visoku viskoznost; voda ima relativno nisku. Viskoznost tekućine možete izmjeriti mjerenjem brzine kugle koja pada kroz tekućinu. Brzina kugle, u kombinaciji s relativnom gustoćom kugle i tekućine, može se koristiti za izračunavanje viskoznosti tekućine.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Mjerenjem brzine metalne kugle koja je pala u posudu s tekućinom možete odrediti viskoznost tekućine.
Izračunavanje gustoće lopte
Izmjerite masu lopte koristeći ravnotežu. Na primjer, pretpostavimo da je masa kuglice 0,1 kilograma (kg).
Pronađite radijus lopte tako da prvo izmjerite promjer (udaljenost ravne crte kroz kuglu na najširem dijelu). Podijelite promjer s 2; ovo daje radijus vaše lopte. Izračunajte volumen kugle tako što ćete u jednadžbu volumena kugle uključiti polumjer. Pretpostavimo da kuglični ležaj ima radijus od 0,01 metra (m). Volumen bi bio:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ tekst {m} ^ 3
Izračunajte gustoću kuglice tako da joj masu podijelite s volumenom. Gustoća kuglice u primjeru bila bi:
d = \ frac {0,1} {0,00000419} = 23,866 \ text {kg / m} ^ 3
Izračunavanje gustoće tekućine
Izmjerite masu svog graduiranog cilindra kada je prazan. Zatim izmjerite masu vašeg graduiranog cilindra sa 100 mililitara (ml) tekućine. Pretpostavimo da je prazni cilindar imao masu 0,2 kg, a s tekućinom njegova masa 0,45 kg.
Odredite masu tekućine oduzimajući masu praznog cilindra od mase cilindra s tekućinom. U primjeru: Masa tekućine = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Odredi gustoću tekućine dijeljenjem njene mase s volumenom. Primjer:
d = \ frac {0,25 \ text {kg}} {100 \ text {mL}} = 0,0025 \ text {kg / mL} = 2500 \ text {kg / m} ^ 3
1 ml je jednako 1 cm3 i 1 milijun kubnih centimetara jednako je 1 kubnom metru
Mjerenje viskoznosti tekućine
Napunite svoj visoki graduirani cilindar tekućinom tako da je udaljen oko 2 cm od vrha cilindra. Pomoću markera napravite oznaku 2 cm ispod površine tekućine. Označite drugu liniju 2 cm od dna cilindra.
Izmjerite udaljenost između dviju oznaka na stupnjevanom cilindru. Pretpostavimo da je udaljenost 0,3 m.
Pustite kuglu da ide na površinu tekućine i pomoću štoperice odredite koliko vremena treba da padne s prve na drugu oznaku. Pretpostavimo da je lopti trebalo 6 sekundi da padne udaljenost.
Izračunajte brzinu pada lopte dijeleći udaljenost koju je pala s vremenom. U primjeru:
v = \ frac {0,3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0,05 \ text {m / s}
Izračunajte viskoznost tekućine iz podataka koje ste prikupili:
\ text {viskoznost} = \ frac {2 (\ text {gustoća kuglice} - \ text {gustoća tekućine}) ga ^ 2} {9v}
gdje je g = ubrzanje zbog gravitacije = 9,8 m / s2 a = radijus kugličnog ležaja v = brzina kugličnog ležaja kroz tekućinu
Uključite svoja mjerenja u jednadžbu za izračunavanje viskoznosti tekućine. Na primjer, izračun bi izgledao ovako:
\ text {viskoznost} = \ frac {2 (23,866-2,500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {paskalne sekunde}
Stvari koje će vam trebati
- Ravnoteža
- Štap za mjerač
- Veliki graduirani cilindar
- Mala metalna kuglica
- Marker
- Štoperica