Skysčio klampa yra skysčio vidinės trinties matas. Skysčiai su dideliu klampumu teka lėtai, o mažo klampumo skysčiai - greitai. Lavos klampa yra gana didelė; vandens yra palyginti mažai. Skysčio klampumą galite išmatuoti matuodami rutulio greitį, kai jis patenka per skystį. Skysčio klampai apskaičiuoti gali būti naudojamas rutulio greitis kartu su santykiniais rutulio ir skysčio tankiais.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Matuodami skysčio talpykloje numesto metalinio rutulio greitį, galite nustatyti skysčio klampumą.
Rutulio tankio apskaičiavimas
Išmatuokite savo kamuolio masę, naudodamiesi savo pusiausvyra. Pavyzdžiui, tarkime, kad rutulio masė yra 0,1 kilogramo (kg).
Raskite rutulio spindulį, pirmiausia išmatuodami skersmenį (tiesios linijos atstumas per rutulį plačiausioje vietoje). Padalinkite skersmenį iš 2; tai suteikia jūsų kamuolio spindulį. Apskaičiuokite rutulio tūrį, prijungdami spindulį į rutulio tūrio lygtį. Tarkime, kad rutulinio guolio spindulys yra 0,01 metro (m). Apimtis būtų:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3
Apskaičiuokite rutulio tankį dalijant jo masę iš tūrio. Kamuolio tankis pavyzdyje būtų:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23,866 \ text {kg / m} ^ 3
Skysčio tankio apskaičiavimas
Išmatuokite graduoto cilindro masę, kai jis tuščias. Tada išmatuokite savo graduoto cilindro masę su 100 mililitrų (ml) skysčio. Tarkime, kad tuščio cilindro masė buvo 0,2 kg, o su skysčiu jo masė buvo 0,45 kg.
Skysčio masę nustatykite iš cilindro su skysčiu atimdami tuščio cilindro masę. Pavyzdyje: skysčio masė = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Skysčio tankį nustatykite dalijant jo masę iš tūrio. Pavyzdys:
d = \ frac {0,25 \ text {kg}} {100 \ text {mL}} = 0,0025 \ text {kg / ml} = 2 500 \ text {kg / m} ^ 3
1 ml yra lygus 1 cm3 ir 1 milijonas kubinių centimetrų yra lygus 1 kubiniam metrui
Skysčio klampos matavimas
Užpildykite savo aukštą graduotą cilindrą skysčiu, kad jis būtų maždaug 2 cm atstumu nuo cilindro viršaus. Savo žymekliu padarykite žymę 2 cm žemiau skysčio paviršiaus. 2 cm atstumu nuo cilindro apačios pažymėkite kitą liniją.
Išmatuokite atstumą tarp dviejų žymių ant graduoto cilindro. Tarkime, kad atstumas yra 0,3 m.
Leiskite rutuliui judėti ant skysčio paviršiaus ir naudokite savo chronometrą, kad laikas, per kurį kamuolys nukrenta nuo pirmojo ženklo iki antrojo ženklo. Tarkime, kad kamuoliui prireikė 6 sekundžių, kol nukrito atstumas.
Apskaičiuokite krentančio kamuolio greitį, padaliję jo nukristą atstumą iš laiko, kurį jis užtruko. Pavyzdyje:
v = \ frac {0,3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0,05 \ text {m / s}
Skaičiuokite skysčio klampą iš surinktų duomenų:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (\ text {kamuolio tankis} - \ text {skysčio tankis}) ga ^ 2} {9v}
kur g = pagreitis dėl sunkio jėgos = 9,8 m / s2 a = rutulinio guolio spindulys v = rutulinio guolio greitis per skystį
Norėdami apskaičiuoti skysčio klampą, prijunkite matavimus prie lygties. Pavyzdžiui, skaičiavimas atrodytų taip:
\ text {klampumas} = \ frac {2 (23,866-2500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {pascal sekundės}
Dalykai, kurių jums prireiks
- Balansas
- Skaitiklio lazda
- Didelis graduotas cilindras
- Mažas metalinis rutulys
- Žymeklis
- Chronometras