Вязкость жидкости - это мера внутреннего трения жидкости. Жидкости с высокой вязкостью текут медленно, тогда как жидкости с низкой вязкостью текут быстро. Лава имеет относительно высокую вязкость; у воды сравнительно невысокий. Вы можете измерить вязкость жидкости, измерив скорость шара, падающего через жидкость. Скорость шара в сочетании с относительной плотностью шара и жидкости может использоваться для расчета вязкости жидкости.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Измеряя скорость металлического шара, упавшего в контейнер с жидкостью, вы можете определить вязкость жидкости.
Расчет плотности мяча
Измерьте массу своего мяча, используя весы. Например, предположим, что масса мяча составляет 0,1 килограмма (кг).
Найдите радиус шара, сначала измерив диаметр (расстояние прямой линии, проходящей через шар в самой широкой части). Разделите диаметр на 2; это дает радиус вашего мяча. Вычислите объем шара, подставив радиус в уравнение для объема шара. Предположим, шарикоподшипник имеет радиус 0,01 метра (м). Объем будет:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3
Рассчитайте плотность шара, разделив его массу на его объем. Плотность мяча в этом примере будет:
d = \ frac {0.1} {0.00000419} = 23 866 \ text {кг / м} ^ 3
Расчет плотности жидкости
Измерьте массу своего градуированного цилиндра, когда он пустой. Затем измерьте массу градуированного цилиндра, в котором находится 100 миллилитров (мл) жидкости. Предположим, что пустой баллон имел массу 0,2 кг, а с жидкостью - 0,45 кг.
Определите массу жидкости, вычтя массу пустого цилиндра из массы цилиндра с жидкостью. В примере: Масса жидкости = 0,45 кг - 0,2 кг = 0,25 кг.
Определите плотность жидкости, разделив ее массу на ее объем. Пример:
d = \ frac {0,25 \ text {кг}} {100 \ text {mL}} = 0,0025 \ text {кг / мл} = 2,500 \ text {кг / м} ^ 3
1 мл равен 1 см3 а также 1 миллион кубических сантиметров равен 1 кубическому метру
Измерение вязкости жидкости
Наполните жидкостью свой высокий градуированный цилиндр так, чтобы он находился примерно на 2 см от верха цилиндра. Отметьте маркером отметку на 2 см ниже поверхности жидкости. Отметьте еще одну линию в 2 см от нижней части цилиндра.
Измерьте расстояние между двумя отметками на градуированном цилиндре. Предположим, что расстояние составляет 0,3 м.
Позвольте мячу коснуться поверхности жидкости и с помощью секундомера определите, сколько времени требуется, чтобы мяч упал от первой отметки до второй отметки. Предположим, что мяч упал с дистанции за 6 секунд.
Вычислите скорость падающего шара, разделив расстояние, на которое он упал, на время, которое он прошел. В примере:
v = \ frac {0,3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0,05 \ text {м / с}
Рассчитайте вязкость жидкости по собранным вами данным:
\ text {вязкость} = \ frac {2 (\ text {плотность шарика} - \ text {плотность жидкости}) ga ^ 2} {9v}
где g = ускорение свободного падения = 9,8 м / с2 a = радиус шарикоподшипника v = скорость шарикоподшипника в жидкости
Подставьте свои измерения в уравнение, чтобы рассчитать вязкость жидкости. Для примера расчет будет выглядеть так:
\ text {вязкость} = \ frac {2 (23 866-2 500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {паскаль секунды}
Вещи, которые вам понадобятся
- Остаток средств
- Метрическая палка
- Большой мерный цилиндр
- Маленький металлический шар
- Маркер
- Секундомер