Como calcular a viscosidade

A viscosidade do líquido é uma medida da fricção interna de um líquido. Líquidos com alta viscosidade fluem lentamente, enquanto líquidos de baixa viscosidade fluem rapidamente. A lava tem uma viscosidade relativamente alta; a água tem um nível relativamente baixo. Você pode medir a viscosidade de um líquido medindo a velocidade de uma esfera conforme ela cai através do líquido. A velocidade da esfera, combinada com as densidades relativas da esfera e do líquido, pode ser usada para calcular a viscosidade do líquido.

TL; DR (muito longo; Não li)

Ao medir a velocidade de uma bola de metal lançada em um recipiente com líquido, você pode determinar a viscosidade do líquido.

Calculando a densidade da bola

Meça a massa de sua bola, usando seu equilíbrio. Por exemplo, suponha que a massa da bola seja de 0,1 quilogramas (kg).

Encontre o raio da bola medindo primeiro o diâmetro (distância de uma linha reta através da bola na parte mais larga). Divida o diâmetro por 2; isso dá o raio da sua bola. Calcule o volume da bola inserindo o raio na equação do volume de uma esfera. Suponha que o rolamento de esferas tenha um raio de 0,01 metro (m). O volume seria:

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V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3

Calcule a densidade da bola dividindo sua massa por seu volume. A densidade da bola no exemplo seria:

d = \ frac {0,1} {0,00000419} = 23.866 \ texto {kg / m} ^ 3

Calculando a densidade do líquido

Meça a massa de seu cilindro graduado quando ele estiver vazio. Em seguida, meça a massa de seu cilindro graduado com 100 mililtros (mL) de líquido nele. Suponha que o cilindro vazio tenha uma massa de 0,2 kg e com o fluido sua massa seja de 0,45 kg.

Determine a massa do fluido subtraindo a massa do cilindro vazio da massa do cilindro com o fluido. No exemplo: Massa de líquido = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg

Determine a densidade do fluido dividindo sua massa por seu volume. Exemplo:

d = \ frac {0,25 \ texto {kg}} {100 \ texto {mL}} = 0,0025 \ texto {kg / mL} = 2.500 \ texto {kg / m} ^ 3

1 mL é igual a 1 cm3 e 1 milhão de centímetros cúbicos equivalem a 1 metro cúbico

Medindo a viscosidade do líquido

Encha seu cilindro alto graduado com o líquido de forma que fique a cerca de 2 cm do topo do cilindro. Use seu marcador para fazer uma marca 2 cm abaixo da superfície do líquido. Marque outra linha a 2 cm da parte inferior do cilindro.

Meça a distância entre as duas marcas no cilindro graduado. Suponha que a distância seja de 0,3 m.

Deixe a bola ir à superfície do líquido e use o cronômetro para cronometrar quanto tempo leva para a bola cair da primeira até a segunda marca. Suponha que a bola levou 6 segundos (s) para cair a distância.

Calcule a velocidade da bola em queda dividindo a distância em que ela caiu pelo tempo que levou. No exemplo:

v = \ frac {0.3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0.05 \ text {m / s}

Calcule a viscosidade do líquido a partir dos dados que você coletou:

\ text {viscosidade} = \ frac {2 (\ text {densidade da bola} - \ text {densidade do líquido}) ga ^ 2} {9v}

onde g = aceleração devido à gravidade = 9,8 m / s2 a = raio do rolamento de esferas v = velocidade do rolamento de esferas através do líquido

Insira suas medições na equação para calcular a viscosidade do líquido. Para o exemplo, o cálculo ficaria assim:

\ text {viscosidade} = \ frac {2 (23.866-2.500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {segundos pascal}

Coisas que você precisa

  • Equilíbrio
  • Vareta do medidor
  • Grande cilindro graduado
  • Pequena bola de metal
  • Marcador
  • Cronômetro
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