Šķidruma viskozitāte ir šķidruma iekšējās berzes mērs. Šķidrumi ar augstu viskozitāti plūst lēni, turpretī zemas viskozitātes šķidrumi - ātri. Lava ir salīdzinoši augsta viskozitāte; ūdens ir salīdzinoši zems. Jūs varat izmērīt šķidruma viskozitāti, mērot sfēras ātrumu, kad tā nokrīt caur šķidrumu. Sfēras ātrumu apvienojumā ar sfēras un šķidruma relatīvo blīvumu var izmantot, lai aprēķinātu šķidruma viskozitāti.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Mērot šķidruma traukā nomestas metāla lodītes ātrumu, jūs varat noteikt šķidruma viskozitāti.
Bumbas blīvuma aprēķināšana
Izmēriet bumbas masu, izmantojot līdzsvaru. Piemēram, pieņemsim, ka bumbas masa ir 0,1 kilograms (kg).
Atrodiet lodītes rādiusu, vispirms izmērot diametru (taisnas līnijas attālums caur lodi visplašākajā vietā). Daliet diametru ar 2; tas dod jūsu bumbas rādiusu. Aprēķiniet lodītes tilpumu, pieslēdzot rādiusu sfēras tilpuma vienādojumā. Pieņemsim, ka lodīšu gultņa rādiuss ir 0,01 metrs (m). Skaļums būtu:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3
Aprēķiniet lodītes blīvumu, dalot tās masu ar tilpumu. Bumbas blīvums piemērā būtu:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23,866 \ text {kg / m} ^ 3
Šķidruma blīvuma aprēķināšana
Izmēriet graduētā cilindra masu, kad tā ir tukša. Pēc tam izmēra mērcilindra masu ar 100 mililitriem (ml) šķidruma. Pieņemsim, ka tukšā cilindra masa bija 0,2 kg, un ar šķidrumu tā masa bija 0,45 kg.
Nosakiet šķidruma masu, no šķidruma cilindra masas atņemot tukšā cilindra masu. Piemērā: šķidruma masa = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Nosakiet šķidruma blīvumu, dalot tā masu ar tilpumu. Piemērs:
d = \ frac {0,25 \ teksts {kg}} {100 \ teksts {ml}} = 0,0025 \ teksts {kg / ml} = 2 500 \ teksts {kg / m} ^ 3
1 ml ir vienāds ar 1 cm3 un 1 miljons kubikcentimetru ir vienāds ar 1 kubikmetru
Šķidruma viskozitātes mērīšana
Piepildiet savu augsto graduēto cilindru ar šķidrumu, lai tas būtu apmēram 2 cm attālumā no cilindra augšdaļas. Ar marķieri izveidojiet atzīmi 2 cm zem šķidruma virsmas. 2 cm attālumā no cilindra apakšas atzīmējiet citu līniju.
Izmēra attālumu starp abām atzīmēm uz graduētā cilindra. Pieņemsim, ka attālums ir 0,3 m.
Ļaujiet bumbai iet uz šķidruma virsmas un izmantojiet hronometru, lai noteiktu, cik ilgā laikā bumba nokrīt no pirmās atzīmes līdz otrajai atzīmei. Pieņemsim, ka bumbai vajadzēja 6 sekundes, lai nokristu distanci.
Aprēķiniet krītošās bumbas ātrumu, dalot nokritušo attālumu ar tā veikšanas laiku. Piemērā:
v = \ frac {0.3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0.05 \ text {m / s}
Aprēķiniet šķidruma viskozitāti pēc savāktajiem datiem:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (\ text {lodīšu blīvums} - \ text {šķidruma blīvums}) ga ^ 2} {9v}
kur g = paātrinājums gravitācijas dēļ = 9,8 m / s2 a = lodīšu gultņa rādiuss v = lodīšu gultņa ātrums caur šķidrumu
Pievienojiet mērījumus vienādojumam, lai aprēķinātu šķidruma viskozitāti. Piemēram, aprēķins izskatīsies šādi:
\ text {viskozitāte} = \ frac {2 (23,866-2500) (9.8) (0.01) ^ 2} {9 (0.05)} = 93.1 \ text {pascal seconds}
Jums nepieciešamās lietas
- Līdzsvars
- Skaitītāja nūja
- Liels graduēts cilindrs
- Maza metāla bumba
- Marķieris
- Hronometrs