Flytende viskositet er et mål på den indre friksjonen til en væske. Væsker med høy viskositet flyter sakte, mens væsker med lav viskositet strømmer raskt. Lava har relativt høy viskositet; vann har en relativt lav. Du kan måle viskositeten til en væske ved å måle hastigheten til en kule når den faller gjennom væsken. Kulehastigheten, kombinert med kuleens og væskens relative tetthet, kan brukes til å beregne væskens viskositet.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Ved å måle hastigheten til en metallkule som er falt i en væskebeholder, kan du bestemme væskens viskositet.
Beregner tettheten av ballen
Mål massen på ballen din ved hjelp av balansen. Anta for eksempel at ballens masse er 0,1 kg (kg).
Finn ballens radius ved først å måle diameteren (avstanden til en rett linje gjennom ballen i den bredeste delen). Del diameteren med 2; dette gir radiusen på ballen din. Beregn ballens volum ved å koble radiusen til ligningen for volumet til en kule. Anta at kulelageret har en radius på 0,01 meter (m). Volumet vil være:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0.01 ^ 3 = 0.00000419 \ text {m} ^ 3
Beregn tettheten til ballen ved å dele massen med volumet. Tettheten til ballen i eksemplet vil være:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23.866 \ text {kg / m} ^ 3
Beregning av væskens tetthet
Mål massen på den graduerte sylinderen når den er tom. Mål deretter massen på den graduerte sylinderen din med 100 ml væske i den. Anta at den tomme sylinderen hadde en masse på 0,2 kg, og med væske var dens masse 0,45 kg.
Bestem væskemassen ved å trekke massen av den tomme sylinderen fra sylindermassen med væsken. I eksemplet: Væskemasse = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Bestem væskens tetthet ved å dele massen med volumet. Eksempel:
d = \ frac {0.25 \ text {kg}} {100 \ text {mL}} = 0.0025 \ text {kg / mL} = 2500 \ text {kg / m} ^ 3
1 ml er lik 1 cm3 og 1 million kubikkcentimeter tilsvarer 1 kubikkmeter
Måling av viskositeten til væsken
Fyll den høye sylinderen med væske, slik at den er ca. 2 cm fra toppen av sylinderen. Bruk markøren din til å lage et merke 2 cm under væskeoverflaten. Merk en annen linje 2 cm fra bunnen av sylinderen.
Mål avstanden mellom de to merkene på den graduerte sylinderen. Anta at avstanden er 0,3 m.
La ballen gå på overflaten av væsken, og bruk stoppeklokken til å bestemme hvor lang tid det tar før ballen faller fra første merke til andre merke. Anta at det tok ballen 6 sekunder å falle avstanden.
Beregn hastigheten på den fallende ballen ved å dele avstanden den falt med den tiden den tok. I eksemplet:
v = \ frac {0.3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0.05 \ text {m / s}
Beregn viskositeten til væsken ut fra dataene du har samlet inn:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (\ text {ball density) - \ text {liquid density}) ga ^ 2} {9v}
hvor g = akselerasjon på grunn av tyngdekraften = 9,8 m / s2 a = kulelageradius v = kulelagerhastighet gjennom væske
Plugg målingene dine inn i ligningen for å beregne viskositeten til væsken. For eksemplet vil beregningen se slik ut:
\ text {viskositet} = \ frac {2 (23,866-2,500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ tekst {pascal sekunder}
Ting du trenger
- Balansere
- Meterpinne
- Stor gradssylinder
- Liten metallkule
- Markør
- Stoppeklokke