Hoe wordt de viscositeit van vloeistoffen gevonden?
In veel wetenschappelijke en industriële situaties is het noodzakelijk om de viscositeit van vloeistoffen te kennen. Viscositeit is de maat voor de weerstand van de vloeistof tegen stroming. Vloeistoffen met hoge viscositeit hebben een grotere weerstand tegen stroming en worden niet gemakkelijk vervormd door fysieke stress, terwijl vloeistoffen met lage viscositeit "dun" zijn en gemakkelijk stromen. De viscositeit van vloeistoffen kan worden gevonden door een instrument te gebruiken dat bekend staat als een viscometer, waarvan er veel verschillende typen zijn. In gevallen waarin minder precieze metingen acceptabel zijn, kan viscositeit ook worden gemeten met behulp van eenvoudige op zwaartekracht gebaseerde apparaten.
Een van de meest voorkomende soorten viscometers is de dalende bolviscometer. Deze opstelling meet de viscositeit van vloeistoffen door te timen hoe lang het een kleine bol duurt met bekende dichtheid en grootte om een bepaalde afstand door een vloeistof te vallen. De bol wordt in een verticale buis gevuld met de vloeistof geplaatst en toegestaan om zijn terminalsnelheid te bereiken terwijl deze valt. Bij terminale snelheid, de kracht van sleep trekt THij bol naar boven is gelijk aan de zwaartekracht die het naar beneden trekt, en de bol houdt op te versnellen, waardoor een constante snelheid wordt gehandhaafd terwijl deze daalt. Zodra de terminale snelheid, de dichtheid van de vloeistof en bol en de grootte van de bol bekend zijn, kan een formule, de wet van Stokes worden gebruikt om de viscositeit van de vloeistof te berekenen.
Een andere vrij eenvoudige viscometer die wordt gebruikt in laboratoriumomgevingen is de Ostwald-viscometer, ook bekend als de glazen capillaire viscometer of U-buisviscometer. Dit U-vormige glazen buisapparaat bestaat uit twee bollen, één op het onderste deel van de linkerarm van de U, en de andere aan het hoge deel van de rechter. Het wordt verticaal gehouden terwijl de vloeistof in de bovenste lamp wordt getrokken en vervolgens wordt toegestaan om terug naar de onderste lamp te stromen, voorbij twee punten op de buis. De viscositeit van vloeistoffen kan worden afgeleid door rekening te houden met de diameter van de glazen buis, de hoeveelheid tijd die het kosts voor een vloeistof om voorbij de twee markeringen te stromen, en de dichtheid van die vloeistof.
Laboratoria die precisiemetingen vereisen, kunnen meer uitgebreide viscometers gebruiken die elektronica bevatten en viscositeit meten met behulp van een oscillerende zuiger of vibrerende resonator ondergedompeld in de vloeistof. In andere instellingen, zoals de verfindustrie, kunnen eenvoudiger fysieke principes worden gebruikt om de geschatte viscositeit van vloeistoffen af te leiden. Deze metingen vertrouwen vaak op een maat die bekend staat als kinematische viscositeit - de weerstand van een vloeistof om te stromen in aanwezigheid van zwaartekracht.
De Zahn Cup en de Ford Viscosity Cup zijn voorbeelden van op zwaartekracht gebaseerde apparaten die worden gebruikt om kinematische viscositeit te meten. In deze apparaten loopt de vloeistof - verf, in het geval van de Zahn Cup of motorolie voor de Ford Cup - door een klein gat in de bodem van een beker terwijl deze omhoog wordt gehouden. De vloeistof stroomt uit in een gladde stroom tot een bepaald punt waar hij uiteenvalt in druppels. Afhankelijk van de viscositeit of De vloeistof, breuk zal op verschillende tijdstippen plaatsvinden. Een maat voor kinematische viscositeit kan worden gevonden door deze keer in seconden te vermenigvuldigen door het specificatienummer van de beker, dat is gekalibreerd voor de juiste vloeistof.