Sıvı viskozitesi, bir sıvının iç sürtünmesinin bir ölçüsüdür. Yüksek viskoziteli sıvılar yavaş akar, düşük viskoziteli sıvılar ise hızlı akar. Lav nispeten yüksek bir viskoziteye sahiptir; su nispeten düşüktür. Bir sıvının viskozitesini, sıvının içinden düşen bir kürenin hızını ölçerek ölçebilirsiniz. Kürenin hızı, kürenin ve sıvının göreli yoğunlukları ile birlikte sıvının viskozitesini hesaplamak için kullanılabilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Bir sıvı kabına düşen metal bir topun hızını ölçerek sıvının viskozitesini belirleyebilirsiniz.
Topun Yoğunluğunu Hesaplama
Terazinizi kullanarak topunuzun kütlesini ölçün. Örneğin, topun kütlesinin 0,1 kilogram (kg) olduğunu varsayalım.
Önce çapı ölçerek topun yarıçapını bulun (düz bir çizginin topun en geniş yerinden olan mesafesi). Çapı 2'ye bölün; bu topunuzun yarıçapını verir. Bir kürenin hacmi için denkleme yarıçapı takarak topun hacmini hesaplayın. Bilyalı yatağın 0,01 metre (m) yarıçapına sahip olduğunu varsayalım. Hacim şöyle olurdu:
V=\frac{4}{3} \pi r^3 = \frac{4}{3} \pi 0.01^3 =0.00000419\text{ m}^3
Kütlesini hacmine bölerek topun yoğunluğunu hesaplayın. Örnekteki topun yoğunluğu şöyle olacaktır:
d=\frac{0.1}{0.00000419}=23,866\text{ kg/m}^3
Sıvının Yoğunluğunu Hesaplama
Dereceli silindirinizin kütlesini boşken ölçün. Daha sonra içinde 100 mililitre (mL) sıvı bulunan dereceli silindirinizin kütlesini ölçün. Boş silindirin kütlesinin 0,2 kg olduğunu ve sıvı ile kütlesinin 0,45 kg olduğunu varsayalım.
Sıvının bulunduğu silindirin kütlesinden boş silindirin kütlesini çıkararak sıvının kütlesini bulun. Örnekte: Sıvı kütlesi = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Kütlesini hacmine bölerek sıvının yoğunluğunu belirleyin. Misal:
d=\frac{0,25\text{ kg}}{100\text{ mL}}=0,0025 \text{ kg/mL}=2,500\text{ kg/m}^3
1 mL, 1 cm'ye eşittir3 ve 1 milyon santimetreküp eşittir 1 metreküp
Sıvının Viskozitesinin Ölçülmesi
Yüksek dereceli silindirinizi, silindirin tepesinden yaklaşık 2 cm uzakta olacak şekilde sıvıyla doldurun. Sıvı yüzeyinin 2 cm altında bir işaret yapmak için işaretleyicinizi kullanın. Silindirin altından 2 cm uzakta başka bir çizgi işaretleyin.
Dereceli silindir üzerindeki iki işaret arasındaki mesafeyi ölçün. Mesafenin 0,3 m olduğunu varsayalım.
Topu sıvının yüzeyinde bırakın ve topun ilk işaretten ikinci işarete düşmesinin ne kadar sürdüğünü ölçmek için kronometrenizi kullanın. Topun mesafeye düşmesinin 6 saniye sürdüğünü varsayalım.
Düşen topun hızını, düştüğü mesafeyi aldığı zamana bölerek hesaplayın. Örnekte:
v=\frac{0.3\text{ m}}{6\text{ s}}=0.05\text{ m/s}
Topladığınız verilerden sıvının viskozitesini hesaplayın:
\text{viskozite}=\frac{2(\text{top yoğunluğu}-\text{ sıvı yoğunluğu})ga^2}{9v}
g = yerçekimi nedeniyle ivme = 9,8 m/s2 a = bilyeli yatağın yarıçapı v = bilyeli yatağın sıvı içindeki hızı
Sıvının viskozitesini hesaplamak için ölçümlerinizi denkleme yerleştirin. Örneğin, hesaplama şöyle görünecektir:
\text{viskozite}=\frac{2(23,866-2,500)(9,8)(0,01)^2}{9(0,05)}=93.1\text{ pascal saniye}
İhtiyacınız Olan Şeyler
- Denge
- sayaç çubuğu
- Büyük dereceli silindir
- Küçük metal top
- İşaretleyici
- Kronometre