Viskozita kvapaliny je mierou vnútorného trenia kvapaliny. Kvapaliny s vysokou viskozitou prúdia pomaly, zatiaľ čo nízkoviskózne kvapaliny rýchlo. Láva má pomerne vysokú viskozitu; voda má relatívne nízku. Viskozitu kvapaliny môžete merať meraním rýchlosti gule pri jej prepadávaní kvapalinou. Na výpočet viskozity kvapaliny sa môže použiť rýchlosť gule v kombinácii s relatívnymi hustotami gule a kvapaliny.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Meraním rýchlosti kovovej gule spadnutej do nádoby s kvapalinou môžete určiť viskozitu kvapaliny.
Výpočet hustoty lopty
Zmerajte hmotnosť svojej lopty pomocou svojho vyváženia. Predpokladajme napríklad, že hmotnosť lopty je 0,1 kilogramu (kg).
Nájdite polomer gule tak, že najskôr zmeriate priemer (vzdialenosť priamky prechádzajúcej guľou v najširšej časti). Rozdelte priemer o 2; to dáva polomer vašej lopty. Vypočítajte objem gule zasunutím polomeru do rovnice pre objem gule. Predpokladajme, že guľkové ložisko má polomer 0,01 metra (m). Objem by bol:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ text {m} ^ 3
Vypočítajte hustotu lopty vydelením jej hmotnosti a objemu. Hustota lopty v príklade by bola:
d = \ frac {0,1} {0,00000419} = 23 866 \ text {kg / m} ^ 3
Výpočet hustoty kvapaliny
Zmerajte hmotnosť svojho odmerného valca, keď je prázdny. Potom zmerajte hmotnosť vášho odmerného valca so 100 ml kvapaliny. Predpokladajme, že prázdny valec mal hmotnosť 0,2 kg a s kvapalinou jeho hmotnosť bola 0,45 kg.
Hmotnosť kvapaliny sa stanoví odpočítaním hmotnosti prázdneho valca od hmotnosti valca s kvapalinou. V príklade: Hmotnosť kvapaliny = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Určte hustotu kvapaliny vydelením jej hmotnosti objemom. Príklad:
d = \ frac {0,25 \ text {kg}} {100 \ text {ml}} = 0,0025 \ text {kg / ml} = 2 500 \ text {kg / m} ^ 3
1 ml sa rovná 1 cm3 a 1 milión centimetrov kubických sa rovná 1 kubický meter
Meranie viskozity kvapaliny
Naplňte svoj vysoký odmerný valec tekutinou, aby bol vzdialený asi 2 cm od jeho vrchnej časti. Pomocou značkovača vyznačte 2 cm pod povrchom kvapaliny. Označte ďalšiu čiaru 2 cm od spodnej časti valca.
Zmerajte vzdialenosť medzi dvoma značkami na odmernom valci. Predpokladajme, že vzdialenosť je 0,3 m.
Nechajte guľôčku ísť na povrch kvapaliny a stopkami vymerajte čas, ako dlho trvá, kým lopta spadne z prvej značky na druhú. Predpokladajme, že loptičke trvalo 6 sekúnd, kým prekonala vzdialenosť.
Vypočítajte rýchlosť padajúcej gule vydelením vzdialenosti, ktorú prepadla, časom, ktorý urobila. V príklade:
v = \ frac {0,3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0,05 \ text {m / s}
Z údajov, ktoré ste zhromaždili, vypočítajte viskozitu kvapaliny:
\ text {viskozita} = \ frac {2 (\ text {hustota guľky} - \ text {hustota kvapaliny}) ga ^ 2} {9v}
kde g = gravitačné zrýchlenie = 9,8 m / s2 a = polomer guľkového ložiska v = rýchlosť guľkového ložiska v kvapaline
Zapojte svoje merania do rovnice a vypočítajte viskozitu kvapaliny. Napríklad výpočet bude vyzerať takto:
\ text {viskozita} = \ frac {2 (23 866 2 500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {pascal sekúnd}
Veci, ktoré budete potrebovať
- Rovnováha
- Merací prístroj
- Veľký odmerný valec
- Malá kovová guľa
- Značka
- Stopky