Vâscozitatea lichidului este o măsură a fricțiunii interne a unui lichid. Lichidele cu vâscozitate mare curg lent, în timp ce lichidele cu vâscozitate scăzută curg rapid. Lava are o vâscozitate relativ ridicată; apa are una relativ scăzută. Puteți măsura vâscozitatea unui lichid măsurând viteza unei sfere pe măsură ce cade prin lichid. Viteza sferei, combinată cu densitățile relative ale sferei și lichidului, poate fi utilizată pentru a calcula vâscozitatea lichidului.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Măsurând viteza unei bile metalice căzute într-un recipient cu lichid, puteți determina vâscozitatea lichidului.
Calculul densității mingii
Măsurați masa mingii, folosind balanța. De exemplu, să presupunem că masa mingii este de 0,1 kilograme (kg).
Găsiți raza mingii măsurând mai întâi diametrul (distanța unei linii drepte prin minge în partea cea mai lată). Împărțiți diametrul cu 2; aceasta dă raza mingii tale. Calculați volumul mingii prin conectarea razei la ecuația volumului unei sfere. Să presupunem că rulmentul cu bile are o rază de 0,01 metri (m). Volumul ar fi:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3
Calculați densitatea mingii împărțind masa acesteia la volumul ei. Densitatea mingii din exemplu ar fi:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23.866 \ text {kg / m} ^ 3
Calculul densității lichidului
Măsurați masa cilindrului dvs. gradat atunci când acesta este gol. Apoi măsurați masa cilindrului dvs. gradat cu 100 de mililitri (ml) de lichid în el. Să presupunem că cilindrul gol avea o masă de 0,2 kg, iar cu fluid masa lui era de 0,45 kg.
Determinați masa fluidului scăzând masa cilindrului gol din masa cilindrului cu fluidul. În exemplu: Masa lichidului = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Determinați densitatea fluidului împărțind masa acestuia la volumul său. Exemplu:
d = \ frac {0,25 \ text {kg}} {100 \ text {mL}} = 0,0025 \ text {kg / mL} = 2,500 \ text {kg / m} ^ 3
1 mL este egal cu 1 cm3 și 1 milion de centimetri cubi este egal cu 1 metru cub
Măsurarea vâscozității lichidului
Umpleți cilindrul înalt gradat cu lichid, astfel încât acesta să fie la aproximativ 2 cm de vârful cilindrului. Folosiți markerul pentru a marca un semn cu 2 cm sub suprafața lichidului. Marcați o altă linie la 2 cm de partea de jos a cilindrului.
Măsurați distanța dintre cele două semne de pe cilindrul gradat. Să presupunem că distanța este de 0,3 m.
Lasă mingea să meargă pe suprafața lichidului și folosește cronometrul pentru a calcula cât timp durează mingea să cadă de la primul semn la al doilea. Să presupunem că a durat mingea 6 secunde pentru a scădea distanța.
Calculați viteza mingii care cade împărțind distanța pe care a căzut-o la timpul necesar. În exemplu:
v = \ frac {0.3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0.05 \ text {m / s}
Calculați vâscozitatea lichidului din datele pe care le-ați colectat:
\ text {viscosity} = \ frac {2 (\ text {mingea densitate} - \ text {lichid densitate}) ga ^ 2} {9v}
unde g = accelerație datorată gravitației = 9,8 m / s2 a = raza rulmentului cu bile v = viteza rulmentului cu bile prin lichid
Conectați măsurătorile în ecuație pentru a calcula vâscozitatea lichidului. Pentru exemplu, calculul ar arăta astfel:
\ text {viscozitate} = \ frac {2 (23.866-2.500) (9.8) (0.01) ^ 2} {9 (0.05)} = 93.1 \ text {pascal seconds}
Lucruri de care ai nevoie
- Echilibru
- Etalon de măsură
- Cilindru mare gradat
- Minge mică de metal
- Marker
- Cronometru