Как измерить вязкость

Вязкость можно определить как меру сопротивления жидкости течению. Возьмем воду и черную патоку. Вода течет относительно легко, в то время как патока менее текуча. Поскольку патока менее подвержена течению, она обладает большей вязкостью, чем вода. Существует много способов измерить вязкость, и, пожалуй, наиболее простой заключается в падении шарика в прозрачную емкость, заполненную жидкостью, вязкость которой вы измеряете.

Шаги

  1. Выберите сферический предмет и жидкость для измерений.
  2. Вычислите плотность сферического предмета. Плотность рассчитывается по формуле d=m/v, так что вам надо определить массу и объем предмета.
    • Измерьте массу, поместив сферу на весы.
    • Определите объем сферы. Он вычисляется по формуле V= (4/3) x Π x r^3, где V - объем и r - радиус сферы. Вы можете найти радиус, измерив диаметр и поделив его на 2. Если вы испытываете сложности с точным измерением диаметра, попробуйте поместить сферу между двумя параллельными поверхностями, например, плоскими досками: если поверхности параллельны и касаются сферы, расстояние между ними как раз равно диаметру (т.е. двойному радиусу) сферы.
  3. Найдите плотность вашей жидкости. Плотность вычисляется по формуле d=m/v, где d - плотность, m - масса, v - объем.
    • Измерьте массу жидкости. Сначала взвесьте пустую мензурку. Затем наполните ее жидкостью и взвесьте снова. Вычтите массу пустой мензурки из ее массы с жидкостью; таким образом вы найдете массу жидкости.
    • Для нахождения объема жидкости просто определите количество жидкости, залитой вами в мензурку, пользуясь шкалой сбоку мензурки. Запишите объем в миллиметрах (мм).
    • Для нахождения плотности воспользуйтесь формулой d=m/v и результатами предыдущих измерений.
  4. Заполните цилиндр жидкостью для измерения.
  5. Нанесите на мензурку метку вблизи дна, на расстоянии около 2,5 см (1 дюйм) или 5 см (2 дюйма) от дна.
  6. Нанесите метку вверху мензурки вблизи верхнего уровня жидкости, примерно на 2,5 см (1 дюйм) или 5 см (2 дюйма) ниже этого уровня.
  7. Измерьте расстояние между верхней и нижней метками, используя линейку.
  8. Уроните шарик в жидкость.
  9. Как только нижний край шарика достигнет верхней метки, запустите секундомер.
  10. Когда шарик достигнет нижней метки, остановите секундомер.
  11. Вычислите скорость, воспользовавшись результатом измерений и формулой v=d/t, где v - скорость, d - расстояние, t - время.
  12. Подставьте полученные вами данные в формулу для вязкости: Вязкость=[(&# 8710;p)ga]/9v, где ∆p - плотность сферы минус плотность жидкости, g - ускорение свободного падения (постоянная величина, равная 9,8 м/с^2), a - радиус сферы, v - скорость.

Советы

  • Запись данных в виде таблицы позволит вам избежать неясностей и путаницы.
  • Уроните сферу в жидкость несколько раз (по меньшей мере 10 раз), чтобы увеличить точность ваших измерений. Найдите средние значения измеренных величин и вязкости.
  • Все измерения надо проводить в метрической системе.

Предупреждения

  • Чтобы данный метод сработал, плотность шарика должна превышать плотность жидкости.
  • Перед началом экспериментов убедитесь, что в мензурке нет остатков воды или какой-либо другой жидкости. Присутствие другой жидкости исказит результат измерений.
  • При заполнении мензурки жидкостью не наливайте ее до самого верха. Если вы не оставите достаточно незаполненного места сверху, при погружении сферы в жидкость та может вылиться через верх, что также приведет к неточности измерений.
  • Прежде чем вновь уронить сферу в мензурку, протрите сферу и высушите ее, полностью удалив с ее поверхности жидкость, оставшуюся с прошлого эксперимента.

Что вам понадобится

  • Маленький твердый шарик или сферический объект, который не плавает поверх жидкости, а тонет в ней
  • Жидкость, вязкость которой вы определяете
  • Мензурка диаметром, превышающим диаметр сферического объекта
  • Калькулятор
  • Секундомер
  • Линейка или что-то подобное для измерения длины
  • Фломастер
Информация
Посетители, находящиеся в группе Guests, не могут оставлять комментарии к данной публикации.