La viscosità del liquido è una misura dell'attrito interno di un liquido. I liquidi ad alta viscosità scorrono lentamente, mentre i liquidi a bassa viscosità scorrono velocemente. La lava ha una viscosità relativamente alta; l'acqua ne ha una relativamente bassa. Puoi misurare la viscosità di un liquido misurando la velocità di una sfera mentre cade attraverso il liquido. La velocità della sfera, combinata con le densità relative della sfera e del liquido, può essere utilizzata per calcolare la viscosità del liquido.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Misurando la velocità di una sfera di metallo caduta in un contenitore di liquido, è possibile determinare la viscosità del liquido.
Calcolo della densità della palla
Misura la massa della tua palla, usando il tuo equilibrio. Ad esempio, supponiamo che la massa della palla sia 0,1 chilogrammi (kg).
Trova il raggio della palla misurando prima il diametro (distanza di una linea retta attraverso la palla nella parte più larga). Dividi il diametro per 2; questo dà il raggio della tua palla. Calcola il volume della palla inserendo il raggio nell'equazione per il volume di una sfera. Supponiamo che il cuscinetto a sfere abbia un raggio di 0,01 metri (m). Il volume sarebbe:
V=\frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{4}{3} \pi 0.01^3 =0.00000419\text{ m}^3
Calcola la densità della palla dividendo la sua massa per il suo volume. La densità della palla nell'esempio sarebbe:
d=\frac{0.1}{0.00000419}=23.866\text{ kg/m}^3
Calcolo della densità del liquido
Misura la massa del tuo cilindro graduato quando è vuoto. Quindi misura la massa del tuo cilindro graduato con 100 millilitri (mL) di liquido al suo interno. Supponiamo che il cilindro vuoto abbia una massa di 0,2 kg e con un fluido la sua massa sia di 0,45 kg.
Determinare la massa del fluido sottraendo la massa del cilindro vuoto dalla massa del cilindro con il fluido. Nell'esempio: Massa del liquido = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Determinare la densità del fluido dividendo la sua massa per il suo volume. Esempio:
d=\frac{0.25\text{ kg}}{100\text{ mL}}=0,0025 \text{ kg/mL}=2,500\text{ kg/m}^3
1 ml è uguale a 1 cm3 e 1 milione di centimetri cubi equivalgono a 1 metro cubo
Misurazione della viscosità del liquido
Riempi il tuo cilindro graduato alto con il liquido in modo che sia a circa 2 cm dalla parte superiore del cilindro. Usa il pennarello per fare un segno 2 cm sotto la superficie del liquido. Segna un'altra linea a 2 cm dal fondo del cilindro.
Misurare la distanza tra i due segni sul cilindro graduato. Supponiamo che la distanza sia 0,3 m.
Lascia andare la pallina sulla superficie del liquido e usa il cronometro per cronometrare quanto tempo impiega la pallina a cadere dal primo contrassegno al secondo contrassegno. Supponiamo che la palla abbia impiegato 6 secondi (s) per diminuire la distanza.
Calcola la velocità della pallina che cade dividendo la distanza dalla quale è caduta per il tempo impiegato. Nell'esempio:
v=\frac{0.3\text{ m}}{6\text{ s}}=0.05\text{ m/s}
Calcola la viscosità del liquido dai dati che hai raccolto:
\text{viscosità}=\frac{2(\text{densità della palla}-\text{densità del liquido})ga^2}{9v}
dove g = accelerazione di gravità = 9,8 m/s2 a = raggio del cuscinetto a sfere v = velocità del cuscinetto a sfere nel liquido
Inserisci le tue misurazioni nell'equazione per calcolare la viscosità del liquido. Per l'esempio, il calcolo sarebbe simile a questo:
\text{viscosità}=\frac{2(23.866-2.500)(9,8)(0,01)^2}{9(0,05)}=93,1\text{ secondi pascal}
Cose di cui avrai bisogno
- Equilibrio
- Metro
- Cilindro graduato grande
- Piccola sfera di metallo
- marcatore
- Cronometro