gtemata.com

Cum se determină viscozitatea unei lichide

Viscozitatea poate fi definită ca măsură a rezistenței unui fluid care curge. Luați în considerare apa și melasa: apa curge relativ liber, în timp ce melasa este mai puțin fluidă. Deoarece melasa este mai rezistentă la alunecare, are o viscozitate mai mare decât apa. Există mai multe metode care pot fi utilizate pentru măsurarea vâscozității unui lichid, cel mai puțin complex al căruia, probabil, implică căderea unei sfere într-un recipient transparent care conține lichidul pe care încercați să-l determinați viscozitatea.

paşi

Partea 1

Înțelegerea conceptului de viscozitate
Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 1
1
Definiți vâscozitatea. Viscozitatea măsoară rezistența unui lichid la curgere. Un fluid cu un grad înalt de vâscozitate curge foarte lent, cum ar fi mierea, de exemplu, în timp ce un fluid cu un grad scăzut de vâscozitate curge rapid, precum apa. Unitatea de măsură a vâscozității este Pascal-secundă (Pa • s).
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 2
    2
    Definiți ecuația viscozității. Prin acest experiment, vâscozitatea va fi calculată prin efectuarea măsurătorilor unei sfere și trecerea acesteia prin substanța lichidă. Ecuația pentru determinarea vâscozității este [2 (ps-pL) ga2] / 9v unde ps este densitatea sferei, pL densitatea lichidului, g accelerația gravitațională, la raza sferei e v viteza sferei.
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 3
    3
    Înțelegeți variabilele ecuației vâscozității. Densitatea este masa pe unitatea de volum a unui obiect și este desemnată cu litera "p". În această ecuație, densitatea ambelor sfere trebuie măsurată ps cea a lichidului pL unde este scos. Raza sferei, "la", se poate calcula prin măsurarea circumferinței sferei și împărțirea rezultatului cu 2π. Gravitatea accelerației, "g", este o constantă care depinde de atmosfera planetei din care se face observarea. În acest caz suntem pe pământ "g" măsura 9,8 m / s2. Viteza sferei, "v", se calculează în timpul experimentului și este definită de timpul necesar ca obiectul să călătorească o anumită distanță în metri pe secundă (m / s).

    • Partea 2

    Măsurați vâscozitatea
    Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 4
    1
    Colectați materialele necesare experimentului. Pentru a calcula vâscozitatea unui lichid, veți avea nevoie de o sferă, un cilindru gradat, un contor, un cronometru, lichidul în cauză, o scală și un calculator. Acest experiment include mai mulți pași, dar dacă sunt urmăriți corect, vă va permite să calculați vâscozitatea oricărei substanțe lichide.
    • Bila care trebuie utilizată poate fi o minge mică sau o minge de oțel. Asigurați-vă că diametrul sferei nu este mai mare de jumătate din diametrul cilindrului gradat: în acest fel poate fi ușor aruncat în cilindru.
    • Un cilindru gradat este un recipient din plastic cu crestături care vă permit să măsurați volumul.
    • În locul cronometrului, puteți utiliza un ceas obișnuit, dar măsurătorile dvs. vor fi mai precise cu cronometrul.
    • Substanța lichidă trebuie să fie suficient de transparentă pentru a permite sferei să cadă prin fluid. Încercați să utilizați diferite tipuri de lichid cu diferite grade de curgere pentru a înțelege cum diferă în ceea ce privește vâscozitatea.
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 5
    2
    Calculați densitatea sferei alese pentru experiment. Pentru a măsura vâscozitatea, este necesară măsurarea vâscozității densitate atât a sferei cât și a lichidului. Formula pentru determinarea densității este d=m/v{ afișare stil d = m / v}, unde "d" este densitatea, "m" masa obiectului e "v" volumul său.
  • Măsurați masa prin poziționarea sferei pe o scală. Notați valoarea masei în grame (g).
  • Determinați volumul sferei folosind formula V = (4/3) x π x r3, unde V este volumul, π constantul 3.14 e r raza sferei. Puteti calculați raza măsurând circumferința sferei și împărțind rezultatul cu 2π.
  • De asemenea, puteți calcula volumul prin măsurarea cantității de apă deplasată într-un cilindru gradat. Notați valoarea inițială a nivelului apei, puneți bilele în lichid și luați notă de noua valoare a nivelului apei. Se scade valoarea inițială de la valoarea finală, cifra va fi egală cu volumul sferei în mililitri (ml).
  • Calculați densitatea utilizând formula d=m/v{ afișare stil d = m / v}. Unitatea de măsură a densității este g / ml.
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 6
    3
    Determinați densitatea lichidului pe care îl măsurați. Folosind aceeași formulă de mai sus, va trebui să calculați densitatea lichidului în cauză.
  • Măsurați masa lichidului prin cântărirea mai întâi a cilindrului gradat gol. Se toarnă lichidul în cilindru și se cântărește din nou. Se scade valoarea masei cilindrului gol de cea a cilindrului care conține lichidul pentru a obține masa lichidului în grame (g).
  • Pentru a calcula volumul lichidului, pur și simplu determina cantitatea de lichid pe care ați turnat-o în cilindrul gradat folosind crestăturile marcate pe partea laterală a recipientului. Notați valoarea volumului în mililitri (ml).
  • Utilizați formula d=m/v{ afișare stil d = m / v} și valorile de măsurare pentru a calcula densitatea lichidului în g / ml.


  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 7
    4
    Umpleți cilindrul gradat cu lichidul care trebuie măsurat și marcați crestăturile de pe partea superioară și inferioară a cilindrului. Treceți încet lichidul în cilindrul gradat, umpleți recipientul până la 1 / 2-3 / 4.
  • Marcați un marcaj de 2 cm pe cilindru de la nivelul superior al lichidului.
  • Desenați o a doua crestătură la aproximativ 2 cm de la partea inferioară a cilindrului gradat.
  • Măsurați distanța dintre crestăturile marcate doar pe recipient. Așezați partea inferioară a benzii pe marcajul inferior și notați măsurarea distanței până la marcajul superior.
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 8
    5
    Rețineți timpul necesar sferei pentru a vă deplasa de sus în jos. Puneți bilele în lichid și porniți cronometrul când partea inferioară a bilei atinge nota superioară marcată pe cilindru. Când sfera atinge nota marcată pe fundul recipientului, opriți cronometrul.
  • Lichidele cu vâscozitate scăzută vor fi mai complicate pentru măsurarea cu această metodă, deoarece va fi mai dificil să porniți și să opriți cronometrul cu precizie.
  • Repetați acest pas cel puțin de trei ori (cu cât vor fi mai multe repetiții și cu cât sunt mai precise măsurătorile) și calculați media dintre cele trei valori obținute. Pentru a găsi media, adăugați valorile obținute și împărțiți rezultatul cu numărul de teste efectuate.
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 9
    6
    Calculați viteza sferei. Viteza este dată de măsurarea distanței parcursă pentru timpul necesar deplasării acelei distanțe. Formula de calcul al vitezei este v=d/T{ displaystyle v = d / t}, unde v este viteza, d distanța parcursă e T timpul necesar.
  • Pentru a găsi viteza sferei, înlocuiți valorile obținute din variabilele de ecuație v=d/T{ displaystyle v = d / t}.
  • Imaginea intitulată Măsurați viscozitatea Pasul 10
    7
    Calculează vâscozitatea lichidului. Pentru a determina vâscozitatea, înlocuiți datele obținute în formula: "vâscozitatea = [2 (ps-pL) ga2] / 9v", unde ps este densitatea sferei, pL densitatea lichidului, g accelerația gravitațională (valoarea constantă de 9,8 m / s2) la raza sferei e v viteza sferei.
  • De exemplu, să presupunem că densitatea fluidului este de 1,4 g / ml, densitatea sferei de 5 g / ml, raza sferei de 0,002 m și viteza de 0,05 m / s sferă.
  • Înlocuind valorile în ecuație vom obține: viscozitate = [2 (5 - În 1.4) (9.8) (0,002)] / (9 x 0,05) = 0,314 Pa • s.

    • Sfaturi

    • Crearea unui tabel pentru date vă poate ajuta să urmăriți măsurătorile dvs. și să evitați confuzia și zborurile.
    • Toate măsurătorile trebuie să fie în scală metrică.
    • Nu uitați să adăugați unitățile de măsură la valorile calculate.

    Avertismente

    • Înainte de a începe experimentul, asigurați-vă că nu există apă sau alt lichid în cilindrul gradat. Prezența unui alt lichid ar putea face măsurătorile dvs. inexacte.
    • Pentru ca experimentul să funcționeze, sfera aleasă trebuie să aibă o densitate mai mare decât lichidul utilizat.
    • Înainte de a lăsa bilele în cilindrul gradat, îndepărtați orice urmă de lichid din bilă și o uscați bine între teste.
    • Când umpleți cilindrul gradat cu lichid, asigurați-vă că nu vă apropiați prea mult de partea superioară a recipientului. Dacă nu lăsați suficient spațiu, deplasarea lichidului cauzată de deplasarea sferei ar putea să depășească cilindrul și să vă facă calculele zadarnice.

    Lucruri de care ai nevoie

    • O mică sferă solidă sau un obiect în formă de sferă (nu trebuie să plutească pe lichid)
    • Lichidul care trebuie măsurat
    • Cilindru cilindric cu o capacitate mai mare decât dimensiunile sferei
    • calculator
    • cronometru
    • Meter sau alt instrument de măsurare
    • marcator
    • Balanța
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit