Meting van die viskositeit van 'n vloeistof: 10 stappe (met prente)

Inhoud

Trappe
- Deel 1 van 2: Verstaan viskositeit
- Deel 2 van 2: Meting van viskositeit
Wenke
Waarskuwings
Benodigdhede

Viskositeit kan gedefinieer word as die graad van weerstand van `n vloeistof om te vloei. Neem water en melasse. Water vloei relatief vry, terwyl melasse minder vloeibaar is. Omdat melasse minder maklik vloei, het dit `n hoër viskositeit as water. Alhoewel daar `n aantal metodes is om van te kies wanneer jy viskositeit meet, is die minste ingewikkelde miskien om `n bal in `n deursigtige houer vloeistof te laat val waarvan jy die viskositeit wil bepaal. Maar dit werk net as die bal klein genoeg is dat die vloei om die bal regtig viskeus is en geen turbulensie geskep word nie. Die bal moet ook baie kleiner as die houer wees sodat die bal ten minste 5 `bal-dwarssnitte` vanaf die sywand in die vloeistof kan val.

Trappe

Deel 1 van 2: Verstaan viskositeit

1. Die definisie van viskositeit. Viskositeit meet die weerstand van `n vloeistof om te vloei. ’n Vloeistof met ’n hoë viskositeit, soos heuning, vloei baie stadig. ’n Vloeistof met ’n lae viskositeit, soos water, vloei vinnig. Die eenheid van viskositeit is `n pascal sekonde (Pa s).

2. Definieer die vergelyking vir viskositeit. Hierdie eksperiment gebruik die afmetings van `n sfeer en sy deurgang deur `n vloeistof om sy viskositeit te bereken. Die viskositeitsvergelyking is: [2 (bl_s-bl_l)ga]/9v. Hier is bl_s die digtheid van die sfeer, bl_l die digtheid van die vloeistof, g die gravitasieversnelling, a die radius van die sfeer, en v die spoed van sfeer.

3. Verstaan die veranderlikes in die viskositeitsvergelyking. Digtheid is die massa per volume-eenheid van `n voorwerp en word aangedui deur a bl. In hierdie vergelyking meet jy die digtheid van beide die sfeer, bl_s, as die vloeistof, bl_l waardeur hy gaan. Die radius van die sfeer, a kan gevind word deur die omtrek van die sfeer te meet en dit te deel deur 2π. Die versnelling as gevolg van swaartekrag g, is `n konstante afhangende van die atmosfeer van die planeet waarop jy is. In hierdie geval is jy op Aarde, en so is g gelyk aan 9,8 m/s. Die spoed v van die sfeer, word tydens die eksperiment bereken en is die tyd (in meter per sekonde (m/s)) wat dit die voorwerp neem om `n sekere afstand te reis.

Deel 2 van 2: Meting van viskositeit

1. Versamel die nodige materiaal vir die eksperiment. Om die viskositeit van `n vloeistof te bereken benodig jy `n bol, `n gegradueerde silinder, `n liniaal, `n stophorlosie, die betrokke vloeistof, `n skaal en `n sakrekenaar. Hierdie eksperiment het baie stappe, maar wanneer dit korrek gevolg word, kan jy die viskositeit van enige vloeistof daarmee bereken.

Die bol kan `n klein marmer- of staalbal wees. Maak seker dat die deursnee nie die helfte van die deursnee van die gegradueerde silinder oorskry nie, sodat dit maklik in die silinder vrygelaat kan word.
`n Gegradueerde silinder is `n plastiekhouer met merke aan die een kant om `n volume te meet.
Jy kan `n horlosie in plaas van `n stophorlosie gebruik, maar jou metings sal meer akkuraat wees met `n stophorlosie.
Die vloeistof moet helder genoeg wees om die albaster te sien terwyl dit deur die vloeistof daal. Toets verskeie vloeistowwe teen verskillende vloeitempo`s om te sien hoe hul viskositeit verskil.

2. Bereken die digtheid van jou gekose sfeer. Die digtheid van beide die atmosfeer en die vloeistof is nodig om die viskositeit te bereken. Die formule vir digtheid is

d = m / v

$d=m/v$ , waardeur d die digtheid is, m die massa van die voorwerp en v die volume van die voorwerp.

Meet die massa deur die bol op `n weegskaal te plaas. Skryf die massa in gram (g) neer.

Bepaal dit volume van die sfeer met die formule V=(4/3) x π x r, waar V is die volume, π is die konstante 3.14 en r die radius van die sfeer. Jy kan bereken die radius deur die omtrek van die sfeer te meet en dit deur 2π te deel.

Jy kan ook volume vind deur die verplasing van water in `n gegradueerde silinder te meet. Let op die aanvanklike posisie van die water, plaas die gloeilamp in die water en let dan op die nuwe watervlak. Trek die eerste watervlak van die tweede watervlak af. Die resultaat is die volume van jou gloeilamp in milliliter (ml).

Bereken die digtheid van die sfeer met die formule

d = m / v

$d=m/v$ . Die eenheid van digtheid is g/ml.

3. Bepaal die digtheid van die vloeistof wat jy wil meet. Deur dieselfde digtheidsformule te gebruik, sal jy dan die digtheid van die betrokke vloeistof bereken.

Meet die massa van die vloeistof deur eers die leë gegradueerde silinder te weeg. Gooi die vloeistof in die gekalibreerde silinder en weeg dit dan weer. Trek die massa van die leë silinder af van die silinder wat die vloeistof bevat, vir die massa van die vloeistof in gram (g).

Bepaal die volume van die vloeistof met behulp van die gekalibreerde gegradueerde silinder en die merke aan die kant van die gegradueerde silinder. Teken die volume in milliliter (ml) aan.

Gebruik die formule

d = m / v

$d=m/v$ en jou gemete waardes, om die digtheid van die vloeistof in g/ml te bereken.

4. Vul die gegradueerde silinder met die vloeistof wat gemeet moet word en merk die posisies aan die bo- en onderkant van die silinder. Gooi jou eksperimentele vloeistof stadig in die gegradueerde silinder, vul die silinder halfpad of driekwart.

Maak `n merk naby die bokant van die silinder, ongeveer 2,5 van die bokant van die vloeistof.

Teken `n tweede merk ongeveer `n duim van die onderkant van die gegradueerde silinder.

Meet die afstand tussen die boonste en onderste merke. Plaas die onderkant van die liniaal op die onderste merk en meet die afstand na die boonste merk.

5. Meet die tyd wat dit neem vir die bal om die afstand tussen die merke wat gemaak is, te oorbrug. Laat val die bal in die vloeistof en begin die stophorlosie wanneer die onderkant van die bal die merk aan die bokant van die silinder bereik het. Wanneer die bal die merk bereik het wat jy aan die onderkant van die silinder gemaak het, stop die stophorlosie.

Lae viskositeit vloeistowwe is moeiliker om met hierdie metode te meet omdat dit moeiliker is om die stophorlosie akkuraat te begin en te stop.

Herhaal hierdie stap ten minste drie keer (hoe meer keer jy dit herhaal, hoe meer akkuraat sal jou leeswerk wees) en bereken die gemiddelde uit drie keer. Om die gemiddelde te vind, tel die tye van elke individuele eksperiment by en deel dit deur die aantal eksperimente wat jy uitgevoer het.

6. Bereken die spoed van die sfeer. Spoed is `n meting van die afstand afgelê teenoor die tyd wat dit neem om daardie afstand te reis. Die formule vir spoed is

v = d / t

$v=d/t$ waardeur v die spoed is, d die afstand afgelê en t die tyd.

Pas jou metings op die vergelyking toe

v = d / t

$v=d/t$ vir die bepaling van die spoed van die sfeer.

7. Bereken die viskositeit van die vloeistof. Gebruik die inligting verkry in die formule van viskositeit: viskositeit=[2(bl_s-bl_l)ga]/9v waardeur bl_s is die digtheid van die sfeer, bl_l die digtheid van die vloeistof, g die gravitasieversnelling (`n vaste waarde, 9,8 m/s), a die radius van die sfeer en v die spoed van die sfeer.

Byvoorbeeld, kom ons sê die digtheid van die vloeistof is 1,4 g/ml, die digtheid van die sfeer is 5 g/ml, die radius van die sfeer is 0,002 m en die spoed van die sfeer is 0,05 m/s.

Prop dit in die vergelyking: viskositeit=[2(5-1.4)(9.8)(0.002)^2] /(9 x 0.05)=0.00062784 Pa s

Wenke

’n Datatabel help jou om tred te hou met jou metings sodat jy alles georganiseer kan hou.
Alle mates moet metries wees.
Moenie vergeet om eenhede aan die einde van die berekening neer te skryf nie.

Waarskuwings

Maak seker dat daar geen water of ander vloeistowwe in die gegradueerde silinder is wanneer jy begin nie. Die teenwoordigheid van `n ander vloeistof kan jou lesings verkeerd maak.
Wanneer jy die gegradueerde silinder met die vloeistof vul, wees versigtig om nie te naby aan die bokant te kom nie. As jy nie genoeg spasie los nie, kan die verplasing van die vloeistof wat deur die sfeer veroorsaak word dat die vloeistof oorloop, wat veroorsaak dat jou berekeninge verkeerd is.
Maak die gloeilamp skoon en droog na gebruik tussen elke toets, voordat die gloeilamp terug in die gegradueerde silinder laat val.
Die bal wat jy gebruik moet `n hoër digtheid hê as die vloeistof wat getoets word vir hierdie proses om te werk.

Benodigdhede

Klein, soliede bal of sferiese voorwerp wat nie op die vloeistof onder toets dryf nie
Vloeistof om die digtheid van te meet
Meetsilinder, met `n deursnee vyf keer groter as die sfeer
Sakrekenaar
Stophorlosie
Maatstok of ander metrieke liniaal
Verligter potlood
Weegskaal of Balans