Wie findet sich die Viskosität von Flüssigkeiten?
In vielen wissenschaftlichen und industriellen Situationen ist es notwendig, die Viskosität von Flüssigkeiten zu kennen. Viskosität ist das Maß für den Flüssigkeitswiderstand gegen den Flüssigkeit. Flüssigkeiten mit hoher Viskosität haben einen größeren Strömungswiderstand und werden durch physikalische Spannung nicht leicht deformiert, während Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität „dünn“ und leicht fließen. Die Viskosität von Flüssigkeiten kann unter Verwendung eines als Viskosimeter bezeichneten Instruments gefunden werden, von dem es viele verschiedene Arten gibt. In Fällen, in denen weniger präzise Messungen akzeptabel sind, kann die Viskosität auch mit einfachen Schwerkraftbasis gemessen werden. Dieses Setup misst die Viskosität von Flüssigkeiten, indem es zeitlich dauert, wie lange es eine kleine Kugel mit bekannter Dichte und Größe dauert, um einen bestimmten Abstand durch eine Flüssigkeit zu fallen. Die Kugel wird in ein mit der Flüssigkeit gefüllter vertikaler Röhrchen gelegt und erlaubt, ihre Endgeschwindigkeit zu erreichen, wenn sie fällt. An der terminalen Geschwindigkeit die Kraft des Luftwiderstands T.Die Sphäre nach oben ist gleich der Schwerkraft, die sie nach unten zieht, und die Sphäre hört auf zu beschleunigen und hält eine konstante Geschwindigkeit beim Abfall aufrecht. Sobald die terminale Geschwindigkeit, die Dichte der Flüssigkeit und die Kugel und die Größe der Kugel bekannt sind, kann eine Formel, das Stokes -Gesetz verwendet werden, um die Viskosität der Flüssigkeit zu berechnen.
Ein weiterer ziemlich einfacher Visometer, der in Laborumgebungen verwendet wird, ist der Ostwald-Viskosimeter, auch als Glaskapillarviskosimeter oder U-Tube-Viskosimeter bezeichnet. Dieses U-förmige Glasrohrgerät besteht aus zwei Lampen, einem im unteren Teil des linken Arms des U und dem anderen auf dem hohen Teil der rechten. Es wird vertikal gehalten, wenn die Flüssigkeit in die obere Glühbirne gezogen wird und dann wieder in die untere Glühbirne fließen lässt, die an zwei Punkten am Röhrchen hinausgeht. Die Viskosität von Flüssigkeiten kann durch Berücksichtigung des Durchmessers des Glastrohrs abgeleitet werden, die Zeit, die sie benötigens, damit eine Flüssigkeit die beiden Markierungen und die Dichte dieser Flüssigkeit überfließen kann.
Laboratorien, die Präzisionsmessungen erfordern, können aufwändigere Viscomporen verwenden, die Elektronik enthalten und die Viskosität unter Verwendung eines oszillierenden Kolbens oder einem Vibrationsresonator in die Flüssigkeit messen. In anderen Umgebungen wie der Lackiereindustrie können einfachere physikalische Prinzipien verwendet werden, um die ungefähre Viskosität von Flüssigkeiten abzuleiten. Diese Messungen beruhen häufig auf einer Messung, die als kinematische Viskosität bekannt ist - den Widerstand einer Flüssigkeit in Gegenwart von Schwerkraft.
Die ZAHN-Tasse und der Ford-Viskositätscup sind Beispiele für Schwerkraft, die zur Messung der kinematischen Viskosität verwendet werden. In diesen Geräten läuft die Flüssigkeit - Farbe, im Fall des Zahn Cup oder des Motoröls für den Ford Cup - durch ein kleines Loch im Boden einer Tasse, wie sie in der Luft gehalten wird. Die Flüssigkeit fließt in einem glatten Strom aus, bis sie in Tropfen aufbricht. Abhängig von der Viskosität oF Die Flüssigkeit tritt zu unterschiedlichen Zeiten auf. Ein Maß für die kinematische Viskosität findet