Medir la viscosidad de un líquido: 10 pasos (con fotos)

Contenido

Pasos
- Parte 1 de 2: comprensión de la viscosidad
- Parte 2 de 2: Medición de la viscosidad
Consejos
Advertencias
Artículos de primera necesidad

La viscosidad se puede definir como el grado de resistencia de un líquido a fluir. Tomar agua y melaza. El agua fluye con relativa libertad, mientras que la melaza es menos líquida. Debido a que la melaza fluye con menos facilidad, tiene una viscosidad más alta que el agua. Si bien hay una serie de métodos para elegir al medir la viscosidad, quizás el menos complicado es dejar caer una pelota en un recipiente transparente de líquido cuya viscosidad desea determinar. Pero esto solo funciona si la pelota es lo suficientemente pequeña como para que el flujo alrededor de la pelota sea realmente viscoso y no se creen turbulencias. La pelota también debe ser mucho más pequeña que el recipiente para que la pelota pueda caer en el líquido al menos a 5 "secciones transversales de la pelota" desde la pared lateral.

Pasos

Parte 1 de 2: comprensión de la viscosidad

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 1

1. La definición de viscosidad. La viscosidad mide la resistencia de un líquido a fluir. Un líquido con una alta viscosidad, como la miel, fluye muy lentamente. Un fluido con una viscosidad baja, como el agua, fluye rápidamente. La unidad de viscosidad es un pascal segundo (Pa·s).

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 2

2. Defina la ecuación para la viscosidad. Este experimento utiliza las dimensiones de una esfera y su paso por un líquido para calcular su viscosidad. La ecuación de la viscosidad es: [2(pág_s-pags_yo)ga]/9v. Aquí está pags_s la densidad de la esfera, p_yo la densidad del liquido, gramo la aceleración gravitatoria, a el radio de la esfera y v la velocidad de la esfera.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 3

3. Comprender las variables en la ecuación de la viscosidad. La densidad es la masa por unidad de volumen de un objeto y se denota por un pags. En esta ecuación se mide la densidad tanto de la esfera, pags_s, como el liquido, pags_yo por lo que está pasando. El radio de la esfera, a se puede encontrar midiendo la circunferencia de la esfera y dividiéndola por 2π. La aceleración de la gravedad gramo, es una constante que depende de la atmósfera del planeta en el que se encuentre. En este caso estás en la Tierra, y también lo está gramo igual a 9,8 m/s. La velocidad v de la esfera, se calcula durante el experimento y es el tiempo (en metros por segundo (m/s)) que tarda el objeto en recorrer una cierta distancia.

Parte 2 de 2: Medición de la viscosidad

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 4

1. Reúne los materiales necesarios para el experimento. Para calcular la viscosidad de un líquido necesitas una esfera, una probeta graduada, una regla, un cronómetro, el líquido en cuestión, una balanza y una calculadora. Este experimento tiene muchos pasos, pero si lo sigues correctamente, puedes calcular la viscosidad de cualquier líquido con él.

La esfera puede ser una pequeña bola de mármol o acero. Asegúrese de que el diámetro no supere la mitad del diámetro del cilindro graduado para que pueda liberarse fácilmente en el cilindro.
Un cilindro graduado es un recipiente de plástico con marcas en un lado para medir un volumen.
Puede usar un reloj en lugar de un cronómetro, pero sus medidas serán más precisas con un cronómetro.
El líquido debe ser lo suficientemente claro para ver la canica a medida que desciende a través del líquido. Pruebe varios fluidos a diferentes velocidades de flujo para ver cómo difiere su viscosidad.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 5

2. Calcula la densidad de la esfera elegida. El densidad Se necesitan tanto la atmósfera como el líquido para calcular la viscosidad. La formula de la densidad es

D = metro / v

$d=m/f$ , por lo cual D la densidad es, metro la masa del objeto y v el volumen del objeto.

Mide la masa colocando la esfera en una balanza. Anote la masa en gramos (g).

determinarlo volumen de la esfera con la fórmula V=(4/3) x π x r, donde V es el volumen, π es la constante 3.14 y r el radio de la esfera. Usted puede calcular el radio midiendo la circunferencia de la esfera y dividiéndola por 2π.

También puedes encontrar el volumen midiendo el desplazamiento del agua en un cilindro graduado. Tenga en cuenta la posición inicial del agua, coloque la bombilla en el agua y luego observe el nuevo nivel de agua. Restar el primer nivel de agua del segundo nivel de agua. El resultado es el volumen de tu bulbo en mililitros (ml).

Calcular la densidad de la esfera con la fórmula

D = metro / v

$d=m/f$ . La unidad de densidad es g/ml.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 6

3. Determine la densidad del líquido que desea medir. Usando la misma fórmula de densidad, luego calculará la densidad del líquido en cuestión.

Mida la masa del líquido pesando primero el cilindro graduado vacío. Vierta el líquido en el cilindro calibrado y luego péselo nuevamente. Reste la masa del cilindro vacío del cilindro que contiene el líquido, para la masa del líquido en gramos (g).

Determine el volumen del líquido usando el cilindro graduado calibrado y las marcas en el costado del cilindro graduado. Registre el volumen en mililitros (ml).

Usa la fórmula

D = metro / v

$d=m/f$ y sus valores medidos, para calcular la densidad del líquido en g/ml.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 7

4. Llene el cilindro graduado con el líquido a medir y marque las posiciones en la parte superior e inferior del cilindro. Vierta lentamente su líquido experimental en el cilindro graduado, llenando el cilindro hasta la mitad o tres cuartos.

Haga una marca cerca de la parte superior del cilindro, aproximadamente a 2,5 de la parte superior del fluido.

Dibuje una segunda marca a una pulgada de la parte inferior del cilindro graduado.

Mida la distancia entre las marcas superior e inferior. Coloque la parte inferior de la regla en la marca inferior y mida la distancia hasta la marca superior.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 8

5. Mide el tiempo que tarda la pelota en salvar la distancia entre las marcas hechas. Deje caer la pelota en el líquido y ponga en marcha el cronómetro cuando la parte inferior de la pelota haya alcanzado la marca en la parte superior del cilindro. Cuando la bola haya llegado a la marca que hiciste en la parte inferior del cilindro, detén el cronómetro.

Los líquidos de baja viscosidad son más difíciles de medir con este método porque es más difícil iniciar y detener el cronómetro con precisión.

Repita este paso al menos tres veces (cuantas más veces lo repita, más precisa será su lectura) y calcular el promedio de tres veces. Para encontrar el promedio, sume los tiempos de cada experimento individual y divídalo por la cantidad de experimentos que realizó.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 9

6. Calcular la velocidad de la esfera. La velocidad es una medida de la distancia recorrida versus el tiempo que se tarda en recorrer esa distancia. La fórmula de la velocidad es

v = D / t

$v=d/t$ por lo cual v la velocidad es, D la distancia recorrida y t el tiempo.

Aplica tus medidas a la ecuación

v = D / t

$v=d/t$ para determinar la velocidad de la esfera.

Imagen titulada Medir la viscosidad Paso 10

7. Calcular la viscosidad del líquido. Utilice la información obtenida en la fórmula de la viscosidad: viscosidad=[2(p_s-pags_yo)ga]/9v por lo cual pags_s es la densidad de la esfera, p_yo la densidad del liquido, gramo la aceleración gravitatoria (un valor fijo, 9,8 m/s), a el radio de la esfera y v la velocidad de la esfera.

Por ejemplo, digamos que la densidad del líquido es 1,4 g/ml, la densidad de la esfera es 5 g/ml, el radio de la esfera es 0,002 m y la velocidad de la esfera es 0,05 m/s.

Introduce esto en la ecuación: viscosidad=[2(5-1,4)(9,8)(0,002)^2] /(9 x 0,05)=0,00062784 Pa·s

Consejos

Una tabla de datos lo ayuda a realizar un seguimiento de sus medidas para que pueda mantener todo organizado.
Todas las medidas deben ser métricas.
No olvide anotar las unidades al final del cálculo.

Advertencias

Asegúrese de que no haya agua u otros líquidos en el cilindro graduado cuando comience. La presencia de otro líquido puede hacer que sus lecturas sean incorrectas.
Cuando llene el cilindro graduado con el líquido, tenga cuidado de no acercarse demasiado a la parte superior. Si no deja suficiente espacio, el desplazamiento del líquido causado por la esfera puede provocar que el líquido se desborde, provocando que sus cálculos sean incorrectos.
Limpie y seque la bombilla después de usarla entre cada prueba, antes de volver a colocar la bombilla en el cilindro graduado.
La bola que use debe tener una densidad más alta que el líquido bajo prueba para que este proceso funcione.