Măsurați vâscozitatea unui lichid
Viscozitatea poate fi definită ca gradul de rezistență a unui lichid în flux. Luați apă și melasă. Apa curge relativ liber, în timp ce melasa este mai puțin fluidă. Deoarece melasa curge mai ușor, are o viscozitate mai mare decât apa. Deși există o serie de metode de alegere la măsurarea vâscozității, probabil cea mai puțin complicată este scăderea unei bile într-un recipient transparent cu lichid din care doriți să determinați vâscozitatea. Dar aceasta funcționează numai dacă mingea este suficient de mică pentru ca curentul din jurul mingii să fie într-adevăr viscotic și să nu existe turbulențe. Mingea trebuie de asemenea să fie mult mai mică decât recipientul, astfel încât mingea să poată cădea cel puțin 5 secțiuni de secțiune a peretelui lateral în lichid.
pași
Partea 1
Înțelegeți viscozitatea
1
Definiția vâscozității. Viscozitatea măsoară rezistența unui lichid împotriva fluxului. Un lichid cu vâscozitate mare, cum ar fi mierea, curge foarte încet. Un lichid cu vâscozitate scăzută, cum ar fi apa, curge rapid. Unitatea de vâscozitate este o secundă Pascal (Pa s).
2
Definiți ecuația viscozității. Acest experiment utilizează dimensiunile unei sfere și trecerea ei printr-un lichid pentru a calcula vâscozitatea. Comparația vâscozității este: [2 (ps-pL) du-te2] / 9v. Aici este ps densitatea sferei, pL densitatea lichidului, g accelerația gravitațională, o raza sferei și v viteza sferei.
3
Înțelegeți variabilele din ecuația vâscozității. Densitatea este masa pe unitatea de volum a unui obiect și este indicată prin a p. În această ecuație se măsoară densitatea atât a sferei, ps, dacă lichidul, pL prin ce trece el. Raza sferei, o poate fi găsită prin măsurarea circumferinței sferei și împărțirea acesteia cu 2π. Accelerarea datorată gravitației g, este o constantă în funcție de atmosfera planetei pe care vă aflați. În acest caz sunteți pe Pământ, așa este g egală cu 9,8 m / s2. Viteza v din sferă, este calculată în timpul experimentului și este timpul (în metri pe secundă (m / s)) că obiectul trebuie să călătorească la o anumită distanță.
Partea 2
Viscozitatea măsurată
1
Colectați materialele necesare pentru experiment. Pentru a calcula vâscozitatea unui lichid aveți o sferă, un cilindru gradat, o riglă, un cronometru, lichidul în cauză, este necesar o scară și un calculator. Acest experiment are numeroși pași, dar când este urmat corect, puteți calcula vâscozitatea fiecărui lichid.
- Sfera poate fi o minge mică din marmură sau oțel. Asigurați-vă că diametrul nu depășește jumătate din diametrul cilindrului gradat, astfel încât să poată fi ușor eliberat în cilindru.
- Un cilindru gradat este un recipient din plastic cu marcaj pe o parte pentru măsurarea volumului.
- Puteți utiliza un ceas în locul unui cronometru, dar măsurătorile dvs. vor fi mai precise cu un cronometru.
- Lichidul trebuie să fie suficient de clar pentru a vedea marmura când coboară prin lichid. Testați diferite lichide cu debite diferite, pentru a vedea cum diferă vâscozitatea lor.
2
Calculați densitatea sferei alese. densitate atât atmosfera cât și lichidul sunt necesare pentru calcularea vâscozității. Formula pentru densitate este
,prin care d densitatea este, m masa obiectului și v volumul obiectului. Măsurați masa prin plasarea sferei pe balans. Se înregistrează masa în grame (g).Determinați-o volumul sferei cu formula V = (4/3) x π x r3, prin care V volumul este, π constant 3.14 și r raza sferei. Poți calculați raza prin măsurarea circumferinței sferei și împărțirea acesteia cu 2π.De asemenea, puteți găsi volumul prin măsurarea deplasării apei într-un cilindru de măsurare. Notați poziția de pornire a apei, puneți becul în apă și apoi înregistrați noul nivel al apei. Scoateți primul nivel de apă de la al doilea nivel de apă. Rezultatul este volumul sferei tale în mililitri (ml).Calculați densitatea sferei cu formula .Unitatea de densitate este g / ml.3
Determinați densitatea lichidului pe care doriți să îl măsurați. Folosind aceeași formulă de densitate, calculați apoi densitatea lichidului în cauză.
Măsurați masa lichidului prin cântărirea mai întâi a cilindrului de măsurare gol. Turnați lichidul în cilindrul calibrat și apoi reasamblați-l. Se scade masa cilindrului gol de cilindru cu lichid, pentru masa lichidului în grame (g).Determinați volumul lichidului folosind cilindrul gradat calibrat și marcajele pe partea laterală a cilindrului gradat. Se înregistrează volumul în mililitri (ml).Utilizați formula și valorile măsurate, pentru a calcula densitatea lichidului în g / ml.4
Umpleți cilindrul de măsurare cu lichidul care trebuie măsurat și marcați pozițiile din partea superioară și inferioară a cilindrului. Se toarnă încet lichidul experimental în cilindrul de măsurare, umplând cilindrul la jumătate sau trei sferturi.
Indicați un marcaj în partea superioară a cilindrului la aproximativ 2,5 din partea superioară a lichidului.Desenați un al doilea marcator de aproximativ 2,5 cm de la partea inferioară a cilindrului de măsurare.Măsurați distanța dintre marcajele superioare și cele inferioare. Așezați partea inferioară a riglei pe marcajul inferior și măsurați distanța până la marcajul superior.5
Măsurați timpul necesar pentru ca mingea să depășească distanța dintre marcajele aplicate. Puneți bilele în lichid și porniți cronometrul când partea inferioară a bilei a ajuns la marcajul din partea superioară a cilindrului. Când mingea a ajuns la marcajul pe care l-ați făcut în partea de jos a cilindrului, opriți cronometrul.
Lichidele cu vâscozitate scăzută sunt mai greu de măsurat prin această metodă, deoarece este mai dificil să porniți și să opriți cronometrul cu precizie.Repetați acest pas cel puțin de trei ori (cu cât repetați mai repede acest lucru, cu atât mai exactă va fi măsurarea dvs.) și calculați media de trei ori. Pentru a determina media, contorizați orele fiecărui experiment individual împărțind numărul de experimente pe care le-ați făcut.6
Calculați viteza sferei. Viteza este o măsurătoare a distanței parcurse în raport cu timpul necesar pentru a acoperi această distanță. Formula de viteză este
prin care v viteza este, d distanța parcursă și T timpul. Aplicați măsurătorile în ecuație pentru a determina viteza sferei.7
Calculați vâscozitatea lichidului. Utilizați informațiile obținute în formula vâscozității: vâscozitatea = [2 (ps-pL) du-te2] / 9v prin care ps densitatea este a sferei, pL densitatea lichidului, g accelerația gravitațională (o valoare fixă, 9,8 m / s2) o raza sferei și v viteza sferei.
De exemplu, să spunem că densitatea lichidului este de 1,4 g / ml, densitatea bulbului 5 g / ml, raza bulbului 0,002 m și viteza sferei 0,05 m / s.Introduceți acest lucru în ecuația: vâscozitate = [2 (5-1,4) (9,8) (0,002) ^ 2] / (9 x 0,05) = 0,00062784 Pa ssfaturi
- Cu un tabel de date puteți urmări măsurătorile dvs., astfel încât să păstrați totul organizat.
- Toate măsurătorile trebuie să fie metrice.
- Nu uitați să notați unitățile la sfârșitul calculului.
avertismente
- Asigurați-vă că nu există apă sau alte lichide în cilindrul de măsurare la pornire. Prezența unui alt lichid poate face măsurătorile incorecte.
- Când umpleți cilindrul de măsurare cu lichid, asigurați-vă că nu vă apropiați prea mult de partea superioară. Dacă lăsați un spațiu insuficient, mișcarea lichidului cauzată de sferă poate duce la vărsarea lichidului, deci calculele dvs. nu vor mai fi corecte.
- Curățați becul bine și uscați după utilizare între fiecare test, înainte de a lăsa bulbul înapoi în cilindrul de măsurare.
- Mingea pe care o folosiți trebuie să aibă o densitate mai mare decât fluidul de testare pentru a face acest proces să funcționeze.
accesorii
- Mică mică, fixă sau obiect sferic care nu plutește pe lichidul care urmează să fie testat
- Lichid pentru măsurarea densității
- Cilindru de măsurare, cu un diametru de cinci ori mai mare decât sfera
- calculator
- cronometru
- Buton de măsurare sau altă riglă metrică
- Marcaj creion
- Balanta sau balanta
Distribuiți pe rețelele sociale:
înrudit