Viskoossust võib defineerida kui vedeliku voolutakistuse mõõtmist, mida nimetatakse ka vedeliku sisehõõrdumiseks. Kaaluge vett ja melassi. Vesi voolab suhteliselt vabalt, samas kui melass on vähem vedel. Kuna melass on voolamiskindlam, on sellel suurem viskoossus kui veel. Kuigi viskoossuse mõõtmiseks on mitmeid meetodeid, on võib-olla kõige vähem keeruline palli kukutamine läbipaistvasse vedeliku mahutisse, mille viskoossust proovite määrata.
1
Määrake viskoossus. Viskoossus mõõdab vedeliku takistust voolule. Kõrge viskoossusega vedelik voolab väga aeglaselt, nagu mesi. Madala viskoossusega vedelik voolab kiiresti nagu vesi. Viskoossuse mõõtühik on paskalisekund (Pa s).
2
Defineerige viskoossuse võrrand. Selle katse käigus mõõdetakse sfääri ja selle läbimist vedelikust, et arvutada viskoossus. Viskoossuse võrrand on [2(ps-pl)ga2]/9v kus ps on kera tihedus, pl on vedeliku tihedus, g on raskuskiirendus, a on kera raadius ja v on sfääri kiirus.
3
Saage aru viskoossusvõrrandi muutujatest. Tihedus on mass objekti ruumalaühiku kohta ja seda tähistatakse p-ga. Selles võrrandis peate mõõtma nii kera (ps) kui ka läbiva vedeliku (pl) tihedust. Kera raadiuse a saab leida, mõõtes kera ümbermõõtu ja jagades selle 2Ï€-ga. Gravitatsioonist tulenev kiirendus g on konstantselt sõltuv selle planeedi atmosfäärist, millel viibite. Sel juhul olete maa peal, nii et g on 9,8 m/s2. Kera kiirus v arvutatakse katse käigus ja see on aeg, mis kulub objektil teatud vahemaa läbimiseks meetrites sekundis (m/s).
4
Koguge katseks vajalikud materjalid. Vedeliku viskoossuse arvutamiseks vajate kera, gradueeritud silindrit, joonlauda, stopperit, vaadeldavat vedelikku, skaalat ja kalkulaatorit. Sellel katsel on palju samme, kuid õigesti järgides saate arvutada mis tahes vedeliku viskoossuse. Kera võib olla väike marmorist või terasest kuul. Veenduge, et selle läbimõõt ei oleks suurem kui pool mõõtesilindri läbimõõdust, et seda saaks hõlpsasti silindrisse kukutada. Mõõtsilinder on plastmahuti, mille küljel on märgistus, mis võimaldab mõõta mahtu. Võite kasutada vaadake stopperi asemel kella, kuid teie mõõtmised on stopperiga täpsemad. Vedelik peab olema piisavalt selge, et näha marmorit, kui see läbi vedeliku langeb. Proovige katsetada paljusid erinevaid vedelikke erineva voolukiirusega, et näha, kuidas nende viskoossused erinevad. Mõned tavalised vedelikud, mida võiksite proovida, sealhulgas vesi, mesi, maisisiirup, toiduõli ja piim.
5
Arvutage valitud sfääri tihedus. Viskoossuse arvutamiseks on vaja nii kera kui ka vedeliku tihedust. Tiheduse valem on d=m/v{displaystyle d=m/v}, kus d on tihedus, m on objekti mass ja v on objekti ruumala. Mõõtke massi, asetades kera tasakaal. Registreerige mass grammides (g). Määrake kera ruumala valemiga V= (4/3) x Ï€ x r3, kus V on ruumala, Ï€ on konstant 3,14 ja r on kera raadius. sfäär. Raadiuse leiate, mõõtes kera keskpunkti ümber, et saada selle ümbermõõt, ja jagades seejärel ümbermõõdu 2Ï €-ga. Samuti saate ruumala leida, mõõtes vee nihkumist gradueeritud silindris. Salvestage esialgne veetase, asetage kera vette ja registreerige uus veetase. Lahutage uuest veetasemest esialgne väärtus. See arv võrdub teie sfääri ruumalaga milliliitrites (mL). Arvutage tihedus valemiga d=m/v{displaystyle d=m/v}. Tiheduse ühik on g/ml.
6
Määrake mõõdetava vedeliku tihedus. Kasutades ülaltoodud sama tiheduse valemit, arvutate järgmiseks vaadeldava vedeliku tiheduse. Mõõtke vedeliku mass, kaaludes esmalt tühja mõõtesilindri. Valage vedelik mõõtesilindrisse ja kaaluge see uuesti. Lahutage tühja silindri mass selles oleva vedelikuga silindri massist, et saada vedeliku mass grammides (g). Vedeliku mahu leidmiseks määrake lihtsalt mõõtesilindrisse valatud vedeliku kogus kasutades silindri küljel olevaid astmelisi märgistusi. Registreerige maht milliliitrites (ml). Kasutage valemit d=m/v{displaystyle d=m/v} ja oma mõõtmisi, et arvutada vedeliku tihedus g/ml.
7
Täitke ja märgistage mõõtesilinder. Esmalt täitke oma mõõtesilinder mõõdetava vedelikuga. Seejärel märkige silindri üla- ja alaosa asendid. Valage eksperimentaalne vedelik aeglaselt mõõtesilindrisse, täites silindri umbes poole kuni kolmveerandi ülaosast. Joonistage silindri ülaosale silindri ülaosast umbes 2,5 sentimeetri (1 tolli) kaugusele märk. vedelikku. Joonistage mõõtesilindri põhjast umbes 2,5 sentimeetri (1 tolli) kaugusele teine märk. Mõõtke ülemise ja alumise märgi vaheline kaugus. Asetage joonlaua põhi alumise märgi juurde ja registreerige kaugus ülemise märgini.
8
Pange kirja aeg, mis kulub palli langemiseks märkide vahele. Visake pall vedelikku ja käivitage stopper, kui kuuli põhi jõuab silindri ülaosas oleva märgini. Kui pall jõuab silindri põhjas tehtud märgini, peatage stopper. Madala viskoossusega vedelikke on selle meetodiga keerulisem mõõta, kuna stopperit on raskem täpselt käivitada ja peatada. Korrake seda sammu vähemalt kolm korda (mida rohkem kordi kordate, seda täpsem on teie mõõtmine) ja arvutage kolm korda kokku. Keskmise leidmiseks liitke iga katse ajad ja jagage tehtud katsete arvuga. See toimib kõige paremini, kui pall on piisavalt väike, et vool ümber palli on tõeliselt viskoosne ja kaugel turbulentsest. Pall peab olema ka anumast palju väiksem, et palli saaks külgseintest vähemalt 10 kuuli raadiuse kaugusel maha kukkuda.
9
Arvutage sfääri liikumiskiirus. Kiirus on selle vahemaa läbimiseks kulunud aja jooksul läbitud vahemaa mõõt. Kiiruse valem on v=d/t{displaystyle v=d/t}, kus v on kiirus, d on läbitud vahemaa ja t on aeg. Kasutades mõõtmisi, ühendage need võrrandisse v=d/t{ kuvastiil v=d/t} kera kiiruse leidmiseks.
10
Arvutage vedeliku viskoossus. Ühendage saadud teave viskoossuse valemiga: viskoossus = [2(ps-pl)ga2]/9v kus ps on sfääri tihedus, pl on vedeliku tihedus, g on gravitatsioonist tulenev kiirendus (a fikseeritud väärtus 9,8 m/s2), a on sfääri raadius ja v on kera kiirus. Oletame näiteks, et teie vedeliku tihedus on 1,4 g/mL ja kera tihedus on 5 g /mL, sfääri raadius on 0,002 m ja kera kiirus on 0,05 m/s. Liitudes võrrandiga: viskoossus = [2(5 – 1,4)(9,8)(0,002)^2]/ (9 x 0,05) = 0,00062784 Pa s