Viskoznost tekočine je merilo notranjega trenja tekočine. Tekočine z visoko viskoznostjo tečejo počasi, tekočine z nizko viskoznostjo pa hitro. Lava ima razmeroma visoko viskoznost; voda ima relativno nizko. Viskoznost tekočine lahko izmerite z merjenjem hitrosti krogle, ko ta pada skozi tekočino. Hitrost krogle v kombinaciji z relativno gostoto krogle in tekočine lahko uporabimo za izračun viskoznosti tekočine.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Z merjenjem hitrosti kovinske krogle, ki je padla v posodo s tekočino, lahko določite viskoznost tekočine.
Izračun gostote krogle
Izmerite maso žoge z uporabo ravnotežja. Denimo, da je masa žoge 0,1 kilograma (kg).
Poiščite polmer krogle, tako da najprej izmerite premer (razdalja ravne črte skozi kroglo na najširšem delu). Premer delite z 2; to daje polmer vaše žoge. Izračunajte prostornino krogle tako, da v enačbo za prostornino krogle vključite polmer. Recimo, da ima kroglični ležaj polmer 0,01 metra (m). Obseg bi bil:
V = \ frac {4} {3} \ pi r ^ 3 = \ frac {4} {3} \ pi 0,01 ^ 3 = 0,00000419 \ besedilo {m} ^ 3
Izračunajte gostoto krogle tako, da njeno maso delite s prostornino. Gostota krogle v primeru bi bila:
d = \ frac {0,1} {0,00000419} = 23,866 \ besedilo {kg / m} ^ 3
Izračun gostote tekočine
Izmerite maso vašega graduiranega valja, ko je prazen. Nato izmerite maso graduiranega valja s 100 mililitri (ml) tekočine. Recimo, da je imel prazen valj 0,2 kg mase, s tekočino pa 0,45 kg.
Določite maso tekočine tako, da maso praznega valja odštejete od mase valja s tekočino. V primeru: Masa tekočine = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Določite gostoto tekočine tako, da njeno maso delite s prostornino. Primer:
d = \ frac {0,25 \ besedilo {kg}} {100 \ besedilo {ml}} = 0,0025 \ besedilo {kg / ml} = 2500 \ besedilo {kg / m} ^ 3
1 ml je enako 1 cm3 in 1 milijon kubičnih centimetrov je enak 1 kubičnemu metru
Merjenje viskoznosti tekočine
Visoko graduirano jeklenko napolnite s tekočino, tako da je približno 2 cm od vrha jeklenke. Z markerjem označite oznako 2 cm pod površino tekočine. Označite drugo črto 2 cm od dna valja.
Izmerite razdaljo med obema oznakama na merilnem valju. Recimo, da je razdalja 0,3 m.
Pustite, da žoga gre na površino tekočine in s štoparico določite, koliko časa traja, da krogla pade s prve na drugo oznako. Recimo, da je žoga potrebovala 6 sekund, da je padla razdaljo.
Izračunajte hitrost padajoče krogle tako, da razdaljo, ki jo je padla, delite s časom, ki ga je potrebovala. V primeru:
v = \ frac {0,3 \ text {m}} {6 \ text {s}} = 0,05 \ text {m / s}
Viskoznost tekočine izračunajte iz podatkov, ki ste jih zbrali:
\ text {viskoznost} = \ frac {2 (\ text {gostota kroglice} - \ text {gostota tekočine}) ga ^ 2} {9v}
kjer je g = pospešek zaradi gravitacije = 9,8 m / s2 a = polmer krogličnega ležaja v = hitrost krogličnega ležaja skozi tekočino
Meritve vključite v enačbo za izračun viskoznosti tekočine. Za primer bi bil izračun videti tako:
\ text {viskoznost} = \ frac {2 (23,866-2,500) (9,8) (0,01) ^ 2} {9 (0,05)} = 93,1 \ text {paskalne sekunde}
Stvari, ki jih boste potrebovali
- Ravnovesje
- Merilna palica
- Velik graduiran valj
- Majhna kovinska krogla
- Marker
- Štoparica