Ako merať viskozitu: 10 krokov (s ilustráciami)

Viskozita môže byť definovaná ako miera odolného voči tekutinám na prietok, ktorý sa nazýva aj vnútorné trenie tekutiny. Vezmite si napríklad vodu a med. Voda prúdi relatívne jednoduché, zatiaľ čo med je oveľa menej tech. Vzhľadom k tomu, med je menej subjektom prúdenia, má väčšiu viskozitu ako vodu. Existuje mnoho spôsobov, ako merať viskozitu, a v najjednoduchšom kvapke v gule v priehľadnej nádobe s kvapalinou, ktorej je potrebné určiť viskozitu.

Kroky

Časť 1 z 2:

Čo je viskozita

jeden. Zistite, akú viskozitu je. Viskozita určuje odolnosť voči tekutine. Vysoké viskozitné tekutiny, ako je med, prúdia veľmi pomaly. V rovnakej dobe, nízke viskozitné tekutiny, ako je prietok vody. Viskozita sa meria v Pascals na druhú (PA · S).

Obrázok s názvom Meranie Viskozita Krok 2

2. Zapíšte si rovnicu viskozity. V experimente opísanej nižšie sa meria rýchlosť prechádzania guľôčky cez tekutinu na stanovenie viskozity. Vzorec na určenie viskozity je napísaný ako [2 (p_Ns-P. t_J) GA] / 9V, kde P. t_Ns - Hustota žiarovky, P_J - hustota kvapaliny, G - zrýchlenie gravitácie, A - polomer lopty, V - rýchlosť lopty.

Obrázok s názvom Opatrenie Viskozita Krok 3

3. Zvážte veľkosť zahrnutú vo vzorci. Hustota objektu je definovaná ako hmotnosť na jednotku objem a je označený písmenom P. t. V našom vzorci je potrebné určiť hustotu lopty P. t_Ns a hustota kvapaliny P. t_J, cez ktorý prechádza. Určiť polomer lopty A, Môžete merať dĺžku svojho obvodu a rozdeliť ho 2π. Spôsobené silou gravitačného zrýchlenia voľného pádu G je konštanta, ktorá závisí od planéty. Pre zem je zrýchlenie voľného pádu 9,8 m / s. Sharch Rýchlosť V, ktorý sa meria počas experimentu, predstavuje vzdialenosť v metroch delených počtom sekúnd (m / s).

Časť 2 z 2:

Meranie viskozity

jeden. Pripravte všetko, čo potrebujete na experiment. Ak chcete určiť viskozitu tekutiny, budete potrebovať guľôčku, odstupňovanú Menzurku, pravítko, Stopky, tekutý test, váhy a kalkulačka. Tento experiment sa skladá z niekoľkých krokov, a ak robíte všetko správne, môžete definovať viskozitu tekutiny.

Pre experiment je vhodný malý mramor alebo oceľový loptičku. Jeho priemer by nemal presiahnuť priemer Menzurki, aby mohol slobodne spadnúť.
Na bočnom povrchu môžete mať pomerne veľké plastové menu, ktoré vám umožní určiť hlasitosť.
Namiesto stopiek môžete použiť bežné hodiny, ale v tomto prípade dostanete menej presné výsledky.
Kvapalina musí byť pomerne transparentná, takže vidíte, ako sa lopta zníži. Skúste použiť rôzne kvapaliny pri rôznych rýchlostiach prúdu, aby ste zistili, ako sa ich viskozita líši. Môžete napríklad vziať vodu, med, sirup, rastlinný olej a mlieko.

Obrázok s názvom Opatrenie Viskozita Krok 5

2. Vypočítajte hustotu lopty. Ak chcete určiť viskozitu, musíte vedieť hustota obidva žiarovky a kvapalina. Hustota D Vypočítané vzorcom

D = M Podnik V

, kde M - hmotnosť predmetu a V - jeho objem.

Dajte žiarovku na váhy a merať ho. Zapíšte si hodnotu získanú v gramoch (g).

Nájsť Misa V s pomocou vzorca V = (4/3) x π x R, kde π je konštanta rovná 3,14, a R - polomer lopty. Polomer lopty Možno nájsť nasledovné: Zmerajte dĺžku svojho obvodu a potom ju rozdeľte na 2π.

Môžete tiež nájsť objem lopty v množstve vody, ktorú vyteká z Menzur. Zaznamenajte počiatočnú výšku hladiny vody a potom doručte loptu do vody a označte novú hladinu vody. Nahradiť pôvodnú úroveň. Výsledkom je, že dostanete objemový objem v mililitre (ml).

Vypočítajte hustotu vzorca

D = M Podnik V

. V dôsledku toho nájdete hustotu v gramoch na mililitrov (g / ml).

Obrázok s názvom Opatrenie Viskozita Krok 6

3. Určite hustotu študijnej kvapaliny. Urobte to s rovnakým vzorcom.

Najprv merať veľa prázdnych menisek. Potom nalejte tekutinu do Menzur a znova ho zvážte. Odstráňte z hmotnosti Minzur s kvapalnou hmotnosťou prázdneho Mennairoku - V dôsledku toho budete mať hmotnosť tekutiny v gramoch (g).

Ak chcete nájsť objem kvapaliny, jednoducho určujte výšku svojej úrovne v Menzurke rozdelením na bočnom povrchu. Zapíšte si výsledok získaný v mililitre (ml).

Náhradné výsledky vo vzorci

D = M Podnik V

, A budete mať hustotu kvapaliny v gramoch na mililitrov (g / ml).

Obrázok s názvom Opatrenie Viskozita Krok 7

4. Vyplňte tekutinu Menzurka a vytvorte na to značky. Naplňte Menpcken s tekutinou pod štúdiom a položte na bočný povrch štítku. Pomaly naplňte tekutinu do Menzurky, aby ste ho naplnili približne ½-¾.

Nakreslite štítok v hornej časti Menzurka asi 2,5 cm pod úrovňou kvapaliny.

Druhý štítok umiestnite asi 2,5 cm nad dnom Menzur.

Zmerajte vzdialenosť medzi hornou a dolnou značkou. Použite na spodnú značku začiatok riadku a merať vzdialenosť k hornej značke.

Obrázok s názvom Meranie Viskozita Krok 8

päť. Merať čas, na ktorý lopta prekonáva vzdialenosť medzi značkami. Spustite loptu do kvapaliny a spustite stopky, keď sa spodná hrana loptičky dodáva s hornou značkou. Zastavte stopky, keď sa lopta dostane do spodnej značky.

Tieto merania sú ťažšie vykonávať na nízkej viskozitnej tekutiny, pretože v nich lopta spadne rýchlejšie, nie je ľahké pre presný čas.

Tento krok opakujte aspoň trikrát (tým viac meraní, tým presnejší výsledok bude) a definovať tri hodnoty priemerná hodnota. Ak chcete nájsť priemernú hodnotu, preložte všetky získané výsledky a rozdeľte ich na počet meraní.

Pre túto metódu je najlepšie využiť dostatočne malý loptičku - v tomto prípade bude prúdenie tekutiny okolo lopty naozaj viscous a ďaleko od turbulentu. Okrem toho musí byť lopta byť dostatočne malý v porovnaní s Menzurkou, takže počas pádu, vzdialenosť medzi ním a jej stenami bola najmenej 10 polomerov.

Obrázok s názvom Meranie Viskozita Krok 9

6. Vypočítajte rýchlosť lopty. Rýchlosť zodpovedá vzdialenosti rozdelenej časom stráveným na prekonanie tejto vzdialenosti. Rýchlosť V Vyjadruje sa vzorec

V = D Podnik T

, kde D - cestovala vzdialenosť, T - strávený čas.

Predložte namerané hodnoty vo vzorci

V = D Podnik T

a určiť rýchlosť gule.

Obrázok s názvom Opatrenie Viskozita Krok 10

7. Vypočítajte viskozitu tekutiny. Nahradiť hodnoty nachádzajúce sa vo vzorci Viskozita = [2 (p_Ns-P. t_J) GA] / 9V, kde P. t_Ns - Hustota žiarovky, P_J - hustota kvapaliny, G - zrýchlenie voľného pádu (konštantná hodnota, rovná 9,8 m / s), A - polomer lopty, V - rýchlosť lopty.

Predpokladajme, že hustota kvapaliny je 1,4 g / ml, hustota guľôčky je 5 g / ml, jej polomer je 0,002 m a rýchlosť gule je 0,05 m / s.

Tieto hodnoty nahrádzame vo vzorci a získavame: viskozitu = [2 (5 - 1,4) (9,8) (0,002) ^ 2] / (9 x 0,05) = 0,00062784 Pa · s.

Tipy

Zaznamenajte všetky hodnoty v tabuľke, aby ste sa nezmenili na výsledky merania.
Všetky merania by sa mali vykonávať v metrickom systéme.
Nezabudnite nakoniec špecifikovať meranie jednotiek.

Upozornenia

Pre túto metódu musí hustota lopty prekročiť hustotu kvapaliny.
Nevylejte príliš veľa tekutiny do Menpcken tak, aby jeho horná úroveň nehodila príliš blízko k okraju minzu. Ak nenechávate dostatok priestoru, pri spustení lopty v Menzurke sa z neho môžu vyliať niektoré kvapaliny, čo disponuje výsledky merania.
Nalejte predchádzajúcu tekutinu z Menzuru a pred vykonaním meraní ho úplne vysušte na novej tekutine.
Pred začatím experimentov skontrolujte, či nie sú v Menzurke žiadne zvyšky vody alebo iná tekutina. Zahraničná kvapalina bude nepriaznivo ovplyvniť presnosť získaných výsledkov.

Čo potrebuješ

Malá pevná guľa alebo iný sférický objekt, ktorý sa potápa v tekutine pod štúdiom
Skúmaná kvapalina
Meranie menzu s väčším priemerom ako lopta
Kalkulačka
Stopky
Meracia ruleta alebo pravítko
Marker
váhy