Sådan beregnes viskositet

Flydende viskositet er et mål for den indre friktion af en væske. Væsker med høje viskositeter strømmer langsomt, mens væsker med lav viskositet flyder hurtigt. Lava har en relativt høj viskositet; vand har en relativt lav en. Du kan måle viskositeten af ​​en væske ved at måle hastigheden af ​​en kugle, da den falder gennem væsken. Kuglens hastighed kombineret med kuglens og væskens relative tætheder kan bruges til at beregne viskositeten af ​​væsken.

TL; DR (for lang, ikke læst)

Ved at måle hastigheden af ​​en metalkugle, der er faldet i en væskebeholder, kan du bestemme væskens viskositet.

Beregning af kuglens tæthed

Mål massen af ​​din kugle, Brug din balance. Antag for eksempel, at bolden er 0,1 kg (kg).

Find kuglens radius ved først at måle diameteren (afstanden af ​​en lige linje gennem bolden på den bredeste del). Del diameteren med 2; Dette giver radius af din bold. Beregn volumen af ​​kuglen ved at sætte radiusen i ligningen for en sfæres volumen. Antag at kuglelejer har en radius på 0,01 meter (m). Volumenet ville være:

Volumen = 4/3 x pi x (0,01 m) ^ 3 = 0,00000419 m ^ 3

Beregn tætheden af ​​bolden ved at dividere sin masse ved dens volumen. Tætheden af ​​kuglen i eksemplet ville være:

Tæthed = 0,1 kg ÷ 0.00000419 m ^ 3 = 23.866 kg /m ^ 3

Beregning af væskens tæthed

Mål massen af ​​din graduerede cylinder, når den er tom. Derefter måle massen af ​​din graduerede cylinder med 100 milliliter (ml) væske i den. Antag, at den tomme cylinder havde en masse på 0,2 kg, og med væske var dens masse 0,45 kg.

Bestem væskens masse ved at subtrahere massen af ​​den tomme cylinder fra massen af ​​cylinderen med væsken. I eksemplet:

Væskenes masse = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg

Bestem væskens densitet ved at dividere sin masse ved dens volumen. Eksempel:

Densitet af væske = 0,25 kg /100 ml = 0,0025 kg /ml = 0,0025 kg /cm3 = 2.500 kg /m ^ 3
*

< em> 1 ml er lig med 1 cm ^ 3
* 1 million kubikcentimeter lig 1 kubikmeter

Måling af væskens viskositet

Fyld din høje graduerede cylinder med væsken så Det er ca. 2 cm fra toppen af ​​cylinderen. Brug din markør til at mærke 2 cm under væskens overflade. Marker en anden linje 2 cm fra bunden af ​​cylinderen.

Mål afstanden mellem de to mærker på den graduerede cylinder. Antag at afstanden er 0,3 m.

Lad bolden gå på væskens overflade, og brug din stopur til at bestemme, hvor lang tid det tager at bolden falder fra det første mærke til det andet mærke. Antag at det tog bolden 6 sekunder at falde afstanden.

Beregn hastigheden af ​​den faldende bold ved at dividere afstanden den faldt på det tidspunkt, det tog. I eksemplet:

Velocity = 0.3 m ÷ 6 s = 0.05 m /s

Beregn viskositeten af ​​væsken fra de data, du har indsamlet:

Viskositet = ( 2 x (kuglens tæthed - væsketæthed) xgxa ^ 2) ÷ (9 xv), hvor

g = acceleration på grund af tyngdekraften = 9,8 m /s ^ 2 a = kuglelejens radius v = kuglens hastighed bærer gennem væske

Tilslut dine målinger til ligningen for at beregne viskositeten af ​​væsken. Eksempelvis vil beregningen se sådan ud:

Viskositet = (2 x (23.866 - 2.500) x 9.8 x 0.01 ^ 2) ÷ (9 x 0.05) = 93,1 pascal sekunder