Jak mierzyć lepkość: 10 kroków (z ilustracjami)

Lepkość może być zdefiniowana jako miara odporności na płynność, która jest również nazywana wewnętrznym tarciem płynu. Weź na przykład wodę i miód. Woda płynie stosunkowo łatwo, podczas gdy miód jest znacznie mniej techniczny. Ponieważ miód jest mniej podlegający przepływie, ma większą lepkość niż woda. Istnieje wiele sposobów na zmierzenie lepkości, aw najprostszym spadku kuli w przezroczystym pojemniku cieczy, którego lepkość należy określić.

Kroki

Część 1 z 2:

Co ma lepkość

jeden. Dowiedz się, jaka jest lepkość. Lepkość określa odporność na płyn. Płyny o wysokiej lepkości, takie jak miód, bardzo powoli. W tym samym czasie płyny o niskiej lepkości, takie jak szybko przepływ wody. Lepkość mierzy się w Pascalach na sekundę (PA · S).

2. Zapisz równanie lepkości. W eksperymencie opisanym poniżej prędkość przekazywania piłki przez płyn jest mierzona w celu określenia lepkości. Formuła do określania lepkości jest zapisana jako [2 (P_sh-P_JOT) GA] / 9 V, Gdzie P_sh - Gęstość żarówki, P_JOT - Gęstość cieczy, SOL - przyśpieszenie grawitacyjne, ZA - Radius piłki, V - Prędkość piłki.

3. Rozważmy wielkość zawartą w formule. Gęstość obiektu jest zdefiniowana jako masa na jednostkę objętość i jest wskazana literą P. W naszej formule konieczne jest określenie gęstości piłki P_sh i gęstość cieczy P_JOT, przez który mija. Aby określić promień piłki ZA, Możesz zmierzyć długość obwodu i podzielić go przez 2π. Spowodowane siłą przyspieszenia wolnego spadku SOL jest stałą, która zależy od planety. Dla ziemi przyspieszenie wolnego spadku wynosi 9,8 m / s. SHARCH Prędkość V, który jest mierzony podczas eksperymentu, reprezentuje odległość w licznikach podzielonych przez liczbę sekund (m / s).

Część 2 z 2:

Pomiar lepkości

jeden. Przygotuj wszystko, czego potrzebujesz do eksperymentu. Aby określić lepkość płynu, będziesz potrzebować piłki, stopniowanego Menzurki, władcy, stopera, testu płynów, skal i kalkulatora. Ten eksperyment składa się z kilku kroków, a jeśli zrobisz wszystko poprawnie, możesz zdefiniować lepkość płynu.

Dla eksperymentu nadaje się mała marmurowa lub stalowa piłka. Jego średnica nie powinna przekraczać średnicy menzurki, aby mógł swobodnie upaść.
Możesz wziąć dość duże plastikowe menu z działami na powierzchni bocznej, która pozwala określić głośność.
Zamiast stopera możesz użyć zwykłych godzin, ale w tym przypadku otrzymasz mniej dokładnych wyników.
Płyn musi być dość przezroczysty, aby zobaczyć, jak piłka jest w nim obniżona. Spróbuj użyć różnych płynów w różnych prędkościach prądu, aby zobaczyć, jak ich lepkość różni się. Na przykład możesz wziąć wodę, miód, syrop, olej roślinny i mleko.

2. Oblicz gęstość piłki. Aby określić lepkość, musisz wiedzieć gęstość Oba materiały żarówki i płyn. Gęstość RE Obliczony według formuły

RE = M / V

, Gdzie M - masa tematu i V - jego objętość.

Umieść żarówkę na skalach i zmierzyć go. Zapisz wartość uzyskaną w gramach (g).

Odnaleźć miska V Za pomocą formuły V = (4/3) x π x R, gdzie Π jest stałą równą 3.14 i R - Radius piłki. Promień piłki Można go znaleźć w następujący sposób: zmierzyć długość obwodu, a następnie podzielić go na 2π.

Możesz również znaleźć głośność piłki w ilości wody, którą odprowadza od Menzur. Zapisz początkową wysokość poziomu wody, a następnie obniż piłkę do wody i zaznacz nowy poziom wody. Zastępuj poziom początkowy. W rezultacie otrzymasz objętość luzem w mililitrach (ml).

Oblicz gęstość formuły

RE = M / V

. W rezultacie znajdziesz gęstość w gramach na mililitary (g / ml).

3. Określ gęstość płynu w ramach badań. Zrób to z tą samą formułą.

Najpierw zmierzyć dużo pustych mennisk. Następnie wlej płyn do Menzur i zważ go ponownie. Usuń z masy Minzur z ciekłą masą pustych mennairok - w wyniku masy płynu w gramach (g).

Aby znaleźć objętość płynu, po prostu określić wysokość swojego poziomu w Menzurce przez podziały na jego boczną powierzchnię. Zapisz wynik uzyskany w mililitrach (ml).

Zastępcze wyniki w formule

RE = M / V

, I będziesz miał gęstość cieczy w gramach na mililitary (g / ml).

cztery. Wypełnij płyn menzurki i wykonaj na nim tagi. Wypełnij menpcken z badaniem płynem i umieścić na bocznej powierzchni etykiety. Powoli wypełniaj płyn do Mejurki, aby wypełnić go około ½-¾.

Narysuj etykietę na szczycie Menzurki około 2,5 centymetrów poniżej poziomu płynu.

Umieść drugą etykietę o około 2,5 centymetra powyżej dna Menzur.

Zmierzyć odległość między górną i dolną tagiem. Nałożyć na dolną etykietę początek linii i zmierzyć odległość do górnej tagu.

pięć. Zmierzyć czas, dla którego piłka przezwycięża odległość między znakami. Opuść piłkę do płynu i uruchom stoper, gdy dolna krawędź piłki jest wyposażona w górny znak. Zatrzymaj stoper, gdy piłka osiągnie dolny znak.

Pomiary te są trudniejsze do przeprowadzenia płynów o niskiej lepkości, ponieważ w nich piłka spada szybciej, nie jest łatwe dla dokładnego czasu.

Powtórz ten krok co najmniej trzy razy (tym więcej pomiarów, tym dokładniejsze jest wynik) i zdefiniować trzy wartości oznaczać. Aby znaleźć średnią wartość, złożyć wszystkie uzyskane wyniki i podzielić je do liczby pomiarów.

W tej metodzie najlepiej jest użyć wystarczająco małej piłki - w tym przypadku, płyn płynny wokół piłki będzie naprawdę lepki i daleko od turbulent. Ponadto piłka musi być wystarczająco mała w porównaniu z Menzurką, tak że jesienią odległość między nim a jego ścianami była co najmniej 10 promieni piłki.

6. Oblicz prędkość piłki. Szybkość odpowiada odległości podzielonej przez czas spędzony w celu przezwyciężenia tej odległości. Prędkość V Formuła jest wyrażona

V = RE / T

, Gdzie RE - Przebyty dystans, T - spędzony czas.

Podpadnij zmierzone wartości w formule

V = RE / T

i określ prędkość piłki.

Obraz zatytułowany miara lepkość Krok 10

7. Oblicz lepkość płynu. Zastąp wartości znalezione w wzorze Lepkość = [2 (p_sh-P_JOT) GA] / 9 V, Gdzie P_sh - Gęstość żarówki, P_JOT - Gęstość cieczy, SOL - przyspieszenie wolnego spadku (stała wartość, równa 9,8 m / s), ZA - Radius piłki, V - Prędkość piłki.

Załóżmy, że gęstość płynu wynosi 1,4 g / ml, gęstość kuli wynosi 5 g / ml, jego promień wynosi 0,002 m, a prędkość kulkową wynosi 0,05 m / s.

Zastępujemy te wartości w wzorze i otrzymujemy: lepkość = [2 (5 - 1,4) (9,8) (0,002) ^ 2] / (9 x 0,05) = 0,00062784 Pa.

Rada

Zapisz wszystkie wartości w tabeli, aby nie zostać zdezorientowanym w wynikach pomiarów.
Wszystkie pomiary należy wykonać w systemie metrycznym.
Nie zapomnij ostatecznie określać jednostki pomiaru.

Ostrzeżenie

W tej metodzie gęstość piłki musi przekraczać gęstość cieczy.
Nie wlać zbyt dużo płynu do menpcken, aby jego najwyższy poziom nie pasował zbyt blisko krawędzi Minzur. Jeśli nie zostawiasz wystarczającej ilości miejsca, gdy obniżając piłkę w Menzurce, niektóre z płynów może wylać się z niego, co spowoduje zniekształcenie wyników pomiarów.
Wlej poprzednią płyn z Menzur i całkowicie wysuszyć przed przeprowadzeniem pomiarów na nowym płynie.
Przed rozpoczęciem eksperymentów sprawdź, czy nie ma resztek wody ani innych płynów w Menzurce. Ciecz zagraniczny niekorzystnie wpłynie na dokładność uzyskanych wyników.