Pdf downloaden
Pdf downloaden
Viscositeit kan worden gedefinieerd als de mate van weerstand van een vloeistof om te stromen. Neem water en melasse. Water stroomt relatief vrij, terwijl melasse minder vloeibaar is. Omdat melasse minder makkelijk stroomt, heeft het een hogere viscositeit dan water. Hoewel er een aantal methoden zijn om uit te kiezen bij het meten van de viscositeit, is misschien wel de minst gecompliceerde het laten vallen van een bal in een doorzichtige container met vloeistof waarvan je de viscositeit wilt bepalen. Maar dit werkt alleen als de bal klein genoeg is zodat de stroming rond de bal echt viscoos is en er geen turbulentie ontstaat. De bal moet ook veel kleiner zijn dan de container, zodat de bal minstens 5 ‘baldoorsnedes’ van de zijwand in de vloeistof kan vallen.
Stappen
-
De definitie van viscositeit. Viscositeit meet de weerstand van een vloeistof tegen stroming. [1] X Bron Een vloeistof met een hoge viscositeit, zoals honing, stroomt zeer langzaam. Een vloeistof met een lage viscositeit, zoals water, stroomt snel. De eenheid van viscositeit is een pascalseconde (Pa s). [2] X Bron
-
Definieer de vergelijking voor viscositeit. Dit experiment gebruikt de afmetingen van een bol en de passage ervan door een vloeistof, om de viscositeit te berekenen. De vergelijking van viscositeit is: [2(p s -p l )ga 2 ]/9v . Hierbij is p s de dichtheid van de bol, p l de dichtheid van de vloeistof, g de gravitatieversnelling, a de straal van de bol, en v de snelheid van bol. [3] X Bron
-
Begrijp de variabelen in de vergelijking van de viscositeit. Dichtheid is de massa per volume-eenheid van een object en wordt aangeduid met een p . In deze vergelijking meet je de dichtheid van zowel de bol, p s , als de vloeistof, p l waar hij doorheen gaat. De straal van de bol, a kan worden gevonden door het meten van de omtrek van de bol en dat te delen door 2π. De versnelling als gevolg van de zwaartekracht g , is een constante afhankelijk van de atmosfeer van de planeet waarop je op bent. In dit geval ben je op Aarde, en dus is g gelijk aan 9,8 m/s 2 . [4] X Bron De snelheid v van de bol, wordt berekend tijdens het experiment en is de tijd (in meter per seconde (m/s)) die het object nodig heeft om een bepaalde afstand te reizen.Advertentie
-
Verzamel de benodigde materialen voor het experiment. Voor het berekenen van de viscositeit van een vloeistof heb je een bol, een maatcilinder, een liniaal, een stopwatch, de vloeistof in kwestie, een schaal en een rekenmachine nodig. [5] X Bron Dit experiment kent veel stappen, maar wanneer juist gevolgd, kun je er de viscositeit van elke vloeistof mee berekenen.
- De bol kan een kleine marmer of stalen kogel zijn. Zorg ervoor dat de diameter niet groter is dan de helft van de diameter van de maatcilinder zodat het gemakkelijk kan worden losgelaten in de cilinder.
- Een maatcilinder is een plastic container met markeringen aan een kant voor het meten van een volume.
- Je kunt een horloge gebruiken in plaats van een stopwatch, maar je metingen zullen nauwkeuriger zijn met een stopwatch.
- De vloeistof moet helder genoeg zijn om de knikker te zien, terwijl deze door de vloeistof afdaalt. Test diverse vloeistoffen met verschillende stroomsnelheden, om na te gaan hoe hun viscositeit verschilt.
-
Bereken de dichtheid van je gekozen bol. De dichtheid van zowel de sfeer als de vloeistof zijn nodig zijn voor het berekenen van de viscositeit. De formule voor dichtheid is , waarbij d de dichtheid is, m de massa van het object en v het volume van het object.
- Meet de massa door de bol op een balans te plaatsen. Noteer de massa in gram (g).
- Bepaal het volume van de bol met de formule V=(4/3) x π x r 3 , waarbij V het volume is, π de constante 3,14 en r de straal van de bol. Je kunt de straal berekenen door de omtrek van de bol te meten en dit door 2π te delen.
- Je kunt het volume ook vinden door het meten van de verplaatsing van water in een maatcilinder. Noteer de beginstand van het water, leg de bol in het water en noteer vervolgens het nieuwe waterniveau. Trek de eerste waterstand af van de tweede waterstand. Het resultaat is het volume van je bol in milliliter (ml).
- Berekenen de dichtheid van de bol met de formule . De eenheid van dichtheid is g/ml.
-
Bepaal de dichtheid van de vloeistof die je wilt meten. Met behulp van dezelfde dichtheidsformule ga je vervolgens de dichtheid berekenen van de vloeistof in kwestie.
- Meet de massa van de vloeistof, door eerst de lege maatcilinder te wegen. Giet de vloeistof in de geijkte cilinder en weeg het geheel vervolgens opnieuw. Trek de massa van de lege cilinder af van de cilinder met de vloeistof, voor de massa van de vloeistof in gram (g).
- Bepaal het volume van de vloeistof met behulp van de geijkte maatcilinder en de markeringen op de zijkant van de maatcilinder. Noteer het volume in milliliter (ml).
- Gebruik de formule en je gemeten waarden, om de dichtheid van de vloeistof te berekenen in g/ml.
-
Vul de maatcilinder met de te meten vloeistof en markeer de posities aan de boven- en onderkant van het cilinder. Giet je experimentele vloeistof langzaam in de maatcilinder, waarbij je de cilinder tot halverwege of driekwart vult.
- Geef een markering aan bij de bovenkant van de cilinder, op ongeveer 2,5 van de bovenkant van de vloeistof.
- Teken een tweede markering op ongeveer 2,5 cm vanaf de bodem van de maatcilinder.
- Meet de afstand tussen de bovenste en onderste markeringen. Plaats de onderkant van de liniaal op de onderste markering en meet de afstand tot de bovenste markering.
-
Meet de tijd die de bal nodig heeft om de afstand tussen de aangebrachte markeringen te overbruggen. Laat de bal in de vloeistof vallen en start de stopwatch wanneer de onderkant van de bal de markering aan de bovenkant van de cilinder heeft bereikt. Wanneer de bal de markering die je hebt aangebracht aan de onderkant van de cilinder heeft bereikt, stop je de stopwatch.
- Vloeistoffen met een lage viscositeit zijn moeilijker te meten met deze methode, omdat het lastiger is om de stopwatch nauwkeurig te starten en te stoppen.
- Herhaal deze stap ten minste driemaal (hoe vaker je dit herhaalt, hoe nauwkeuriger je meting zullen worden) en bereken het gemiddelde van de drie keer. Om het gemiddelde te bepalen tel je de tijden van elk afzonderlijk experiment bij elkaar op deel je dit door het aantal experimenten dat je hebt uitgevoerd.
-
Bereken de snelheid van de bol. Snelheid is een meting van de afgelegde weg uitgezet tegen de tijd nodig om die afstand af te leggen. De formule voor snelheid is waarbij v de snelheid is, d de afgelegde afstand en t de tijd.
- Pas je metingen toe op de vergelijking voor het bepalen van de snelheid van de bol.
-
Bereken de viscositeit van de vloeistof. Gebruik de verkregen informatie in de formule van viscositeit: viscositeit=[2(p s -p l )ga 2 ]/9v waarbij p s de dichtheid is van de bol, p l de dichtheid van de vloeistof, g de gravitatieversnelling (een vaste waarde, 9,8 m/s 2 ), a de straal van de bol en v de snelheid van de bol. [6] X Bron
- Bijvoorbeeld, laten we zeggen dat de dichtheid van de vloeistof 1,4 g/ml is, de dichtheid van de bol 5 g/ml, de straal van de bol 0,002 m en de snelheid van de bol 0,05 m/s.
- Plug deze in de vergelijking: viscositeit=[2 (5-1,4)(9,8) (0,002) ^ 2] /(9 x 0,05)=0,00062784 Pa s
Advertentie
Tips
- Met een gegevenstabel kun je je metingen bijhouden, zodat je alles georganiseerd houdt.
- Alle metingen moet metrisch zijn.
- Vergeet niet om eenheden te noteren aan het einde van de berekening.
Advertentie
Waarschuwingen
- Verzeker je ervan dat er is geen water of andere vloeistoffen aanwezig zijn in de maatcilinder wanneer je begint. De aanwezigheid van een andere vloeistof kan je metingen onjuist maken.
- Wanneer je de maatcilinder met de vloeistof opvult, let er dan op dat je niet te dicht bij de top komt. Als je onvoldoende ruimte overlaat kan de verplaatsing van de vloeistof, veroorzaakt door de bol, resulteren in het overlopen van de vloeistof, waardoor je berekeningen niet meer kloppen.
- Maak de bol schoon en goed droog na gebruik tussen elke test, voordat je de bol weer in de maatcilinder laat vallen.
- De bal die je gebruikt moet een hogere dichtheid hebben dan de te testen vloeistof om dit proces te laten werken.
Advertentie
Benodigdheden
- Kleine, vaste bal of een bolvormige object, dat niet op de te testen vloeistof drijft
- Vloeistof om de dichtheid van te meten
- Maatcilinder, met een vijfmaal grotere diameter dan de bol
- Rekenmachine
- Stopwatch
- Maatstok of een andere metrische liniaal
- Markeerpotlood
- Weegschaal of balans
Bronnen
- ↑ http://physics.info/viscosity/
- ↑ http://www.engineeringtoolbox.com/dynamic-absolute-kinematic-viscosity-d_412.html
- ↑ http://www.spacegrant.hawaii.edu/class_acts/Viscosity.html
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-5/Acceleration-of-Gravity
- ↑ https://www.teachengineering.org/view_activity.php?url=collection/cub_/activities/cub_surg/cub_surg_lesson03_activity1.xml
- ↑ http://www.spacegrant.hawaii.edu/class_acts/Viscosity.html
Over dit artikel
Deze pagina is 17.259 keer bekeken.
Advertentie
Meld je aan voor de gratis nieuwsbrief van wikiHow!
Je vindt dan elke week handige handleidingen in je inbox.
Meld me aan!
