Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Изчисляване на плътността на топката
- Изчисляване на плътността на течността
- Измерване на вискозитета на течността
Течният вискозитет е мярка за вътрешното триене на течност. Течностите с висок вискозитет текат бавно, докато течностите с нисък вискозитет текат бързо. Lava има сравнително висок вискозитет; водата има сравнително ниска. Можете да измерите вискозитета на течност, като измерите скоростта на сфера, докато тя пада през течността. Скоростта на сферата, комбинирана с относителната плътност на сферата и течността, може да се използва за изчисляване на вискозитета на течността.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Чрез измерване на скоростта на метална топка, пусната в контейнер с течност, можете да определите вискозитета на течностите.
Изчисляване на плътността на топката
Измерете масата на топката си, като използвате баланса си. Да предположим например, че масата на топката е 0,1 килограма (кг).
Намерете радиуса на топката, като първо измерите диаметъра (разстояние на права линия през топката в най-широката част). Разделете диаметъра на 2; това дава радиуса на вашата топка. Изчислете обема на топката, като включите радиуса в уравнението за обема на сфера. Да предположим, че сачменият лагер е с радиус 0,01 метра (m). Обемът ще бъде:
Обем = 4/3 x pi x (0,01 m) ^ 3 = 0,00000419 m ^ 3
Изчислете плътността на топката, като разделите нейната маса на нейния обем. Плътността на топката в примера би била:
Плътност = 0,1 кг ÷ 0,00000419 m ^ 3 = 23,866 kg / m ^ 3
Изчисляване на плътността на течността
Измерете масата на градуирания си цилиндър, когато той е празен. След това измерете масата на градуирания си цилиндър със 100 милилитра (мл) течност в него. Да предположим, че празният цилиндър е имал маса 0,2 кг, а с течност - 0,45 кг.
Определете масата на течността, като извадите масата на празния цилиндър от масата на цилиндъра с течността. В примера:
Маса на течността = 0,45 кг - 0,2 кг = 0,25 кг
Определете плътността на течността, като разделите масата й на нейния обем. Пример:
Плътност на течността = 0,25 кг ÷ 100 мл = 0,0025 кг / мл = 0,0025 кг / см ^ 3 = 2500 kg / m ^ 3*
1 mL е равно на 1 cm ^ 3 * 1 милион кубически сантиметра, равен на 1 кубичен метър
Измерване на вискозитета на течността
Напълнете вашия висок градуиран цилиндър с течността, така че да е на около 2 см от горната част на цилиндъра. Използвайте маркера си, за да направите маркировка на 2 см под повърхността на течността. Маркирайте друга линия на 2 см от дъното на цилиндъра.
Измерете разстоянието между двете марки на градуирания цилиндър. Да предположим, че разстоянието е 0,3 m.
Оставете топката да излезе на повърхността на течността и използвайте хронометъра си, за да отнеме време колко време трябва да падне топката от първата маркировка до втората. Да предположим, че са нужни на топката 6 секунди, за да спадне разстоянието.
Изчислете скоростта на падащата топка, като разделите разстоянието, което е спаднало, от времето, което е отнело. В примера:
Скорост = 0,3 m ÷ 6 s = 0,05 m / s
Изчислете вискозитета на течността от данните, които сте събрали:
Вискозитет = (2 x (плътност на топката - плътност на течността) x g x a ^ 2) ÷ (9 x v), където
g = ускорение поради гравитацията = 9,8 m / s ^ 2 a = радиус на сферичния лагер v = скорост на сачмения лагер през течност
Включете измерванията си в уравнението, за да изчислите вискозитета на течността. Например, изчислението ще изглежда така:
Вискозитет = (2 x (23,866 - 2500) x 9,8 x 0,01 ^ 2) ÷ (9 x 0,05) = 93,1 паскални секунди