Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- De dichtheid van de bal berekenen
- Berekening van de dichtheid van de vloeistof
- Viscositeit van de vloeistof meten
Vloeibare viscositeit is een maat voor de interne wrijving van een vloeistof. Vloeistoffen met hoge viscositeiten stromen langzaam, terwijl vloeistoffen met lage viscositeit snel stromen. Lava heeft een relatief hoge viscositeit; water heeft een relatief lage. U kunt de viscositeit van een vloeistof meten door de snelheid van een bol te meten terwijl deze door de vloeistof valt. De snelheid van de bol, gecombineerd met de relatieve dichtheden van de bol en de vloeistof, kan worden gebruikt om de viscositeit van de vloeistof te berekenen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Door de snelheid te meten van een metalen bal die in een vloeistofcontainer is gevallen, kunt u de viscositeit van de vloeistof bepalen.
De dichtheid van de bal berekenen
Meet de massa van je bal, met behulp van je balans. Stel bijvoorbeeld dat de massa van de bal 0,1 kilogram (kg) is.
Bepaal de straal van de bal door eerst de diameter te meten (afstand van een rechte lijn door de bal op het breedste gedeelte). Deel de diameter door 2; dit geeft de straal van je bal. Bereken het volume van de bal door de straal in de vergelijking voor het volume van een bol te steken. Stel dat het kogellager een straal van 0,01 meter (m) heeft. Het volume zou zijn:
Volume = 4/3 x pi x (0,01 m) ^ 3 = 0,00000419 m ^ 3
Bereken de dichtheid van de bal door zijn massa te delen door zijn volume. De dichtheid van de bal in het voorbeeld zou zijn:
Dichtheid = 0,1 kg ÷ 0,00000419 m ^ 3 = 23,866 kg / m ^ 3
Berekening van de dichtheid van de vloeistof
Meet de massa van uw maatcilinder wanneer deze leeg is. Meet vervolgens de massa van uw maatcilinder met 100 millilters (ml) vloeistof erin. Stel dat de lege cilinder een massa van 0,2 kg heeft en met vloeistof zijn massa 0,45 kg.
Bepaal de massa van de vloeistof door de massa van de lege cilinder af te trekken van de massa van de cilinder met de vloeistof. In het voorbeeld:
Massa vloeistof = 0,45 kg - 0,2 kg = 0,25 kg
Bepaal de dichtheid van de vloeistof door zijn massa te delen door zijn volume. Voorbeeld:
Vloeistofdichtheid = 0,25 kg ÷ 100 ml = 0,0025 kg / ml = 0,0025 kg / cm ^ 3 = 2500 kg / m ^ 3*
1 ml is gelijk aan 1 cm ^ 3 * 1 miljoen kubieke centimeter is gelijk aan 1 kubieke meter
Viscositeit van de vloeistof meten
Vul uw hoge maatcilinder met vloeistof zodat deze zich ongeveer 2 cm van de bovenkant van de cilinder bevindt. Gebruik uw marker om een markering op 2 cm onder het vloeistofoppervlak te maken. Markeer nog een lijn 2 cm vanaf de onderkant van de cilinder.
Meet de afstand tussen de twee markeringen op de maatcilinder. Stel dat de afstand 0,3 m is.
Laat de bal op het oppervlak van de vloeistof gaan en gebruik uw stopwatch om te bepalen hoe lang het duurt voordat de bal van het eerste naar het tweede teken valt. Stel dat de bal 6 seconden nodig had om de afstand te nemen.
Bereken de snelheid van de vallende bal door de afstand die hij viel te delen door de tijd die het kostte. In het voorbeeld:
Snelheid = 0,3 m - 6 s = 0,05 m / s
Bereken de viscositeit van de vloeistof uit de gegevens die u hebt verzameld:
Viscositeit = (2 x (baldichtheid - vloeistofdichtheid) x g x a ^ 2) ÷ (9 x v), waarbij
g = versnelling door zwaartekracht = 9,8 m / s ^ 2 a = radius van kogellager v = snelheid van kogellager door vloeistof
Steek uw metingen in de vergelijking om de viscositeit van de vloeistof te berekenen. Voor het voorbeeld ziet de berekening er als volgt uit:
Viscositeit = (2 x (23,866 - 2500) x 9,8 x 0,01 ^ 2) ÷ (9 x 0,05) = 93,1 pascale seconden