Come si trova la viscosità dei liquidi?

In molte situazioni scientifiche e industriali è necessario conoscere la viscosità dei liquidi. La viscosità è la misura della resistenza del liquido al flusso. I liquidi con elevata viscosità hanno una maggiore resistenza al flusso e non sono prontamente deformati dallo stress fisico, mentre i liquidi con bassa viscosità sono "sottili" e fluiscono facilmente. La viscosità dei liquidi può essere trovata utilizzando uno strumento noto come viscosimetro, di cui esistono molti tipi diversi. Nei casi in cui sono accettabili misurazioni meno precise, la viscosità può anche essere misurata utilizzando semplici dispositivi basati sulla gravità.

Uno dei tipi più comuni di viscoscemetri è il Vispecometro della sfera in calo. Questa configurazione misura la viscosità dei liquidi cronometrando quanto tempo impiega una piccola sfera di densità e dimensioni note per cadere una certa distanza attraverso un liquido. La sfera viene posizionata in un tubo verticale riempito con il liquido e gli è permesso di raggiungere la sua velocità terminale mentre cade. Alla velocità del terminale, la forza di trappola che tira tLa sfera verso l'alto è uguale alla forza di gravità che la tira verso il basso e la sfera cessa di accelerare, mantenendo una velocità costante mentre scende. Una volta nota la velocità terminale, la densità del liquido e la sfera e le dimensioni della sfera, una formula, la legge di Stokes, può essere usata per calcolare la viscosità del liquido.

Un altro viscosimetro abbastanza semplice che viene utilizzato in ambito di laboratorio è il viscosimetro Ostwald, noto anche come viscosimetro capillare di vetro o viscosimetro a U. Questo dispositivo a tubo di vetro a forma di U è costituito da due lampadine, una sulla parte inferiore del braccio sinistro della U e l'altra sulla parte alta della destra. Viene tenuto verticalmente mentre il liquido viene disegnato nella lampadina superiore e quindi lasciata scorrere indietro nella lampadina inferiore, oltre due segni sul tubo. La viscosità dei liquidi può essere dedotta mediante factoring nel diametro del tubo di vetro, la quantità di tempo che richiedes per un liquido per fluire oltre i due segni e la densità di quel liquido.

I laboratori

che richiedono misurazioni di precisione possono utilizzare viscometri più elaborati che incorporano l'elettronica e misurano la viscosità usando un pistone oscillante o un risonatore vibrante immerso nel liquido. In altri contesti, come l'industria della vernice, i principi fisici più semplici possono essere utilizzati per dedurre la viscosità approssimativa dei liquidi. Queste misurazioni spesso si basano su una misura nota come viscosità cinematica - la resistenza di un liquido al flusso in presenza di gravità.

La Coppa Zahn e la Ford Viscosity Cup sono esempi di dispositivi a base di gravità usati per misurare la viscosità cinematica. In questi dispositivi, il liquido - vernice, nel caso della tazza Zahn, o olio per il motore per la tazza Ford - si scarica attraverso un piccolo foro sul fondo di una tazza mentre viene tenuto in alto. Il liquido scorre in un flusso liscio fino a un certo punto in cui si rompe in gocce. A seconda della viscosità of Il liquido, la rottura si verificherà in momenti diversi. Una misura della viscosità cinematica può essere trovata moltiplicando questa volta in pochi secondi dal numero delle specifiche della Coppa, che è calibrata per il liquido appropriato.