Hvordan blir viskositeten til væsker funnet?

I mange vitenskapelige og industrielle situasjoner er det nødvendig å kjenne væskens viskositet. Viskositet er målet for væskens motstand mot strømning. Væsker med høy viskositet har større motstand mot strømning og deformeres ikke lett av fysisk belastning, mens væsker med lav viskositet er "tynne" og flyter lett. Viskositeten til væsker kan bli funnet ved å bruke et instrument kjent som et viskosimeter, hvorav det er mange forskjellige typer. I tilfeller hvor mindre presise målinger er akseptable, kan viskositeten også måles ved bruk av enkle tyngdekraftsbaserte enheter.

En av de vanligste typene viskosimeter er det fallende kuleviskometer. Dette oppsettet måler viskositeten til væsker ved å justere hvor lang tid det tar en liten sfære med kjent tetthet og størrelse å falle en viss avstand gjennom en væske. Sfæren plasseres i et vertikalt rør fylt med væsken, og lar den nå sin terminale hastighet når den faller. Ved terminalhastighet er dragkraften som trekker sfæren oppover lik tyngdekraften som trekker den nedover, og sfæren slutter å akselerere og holder en konstant hastighet når den synker. Når terminalhastigheten, tettheten av væsken og sfæren og størrelsen på sfæren er kjent, kan en formel, Stokes lov, brukes til å beregne væskens viskositet.

Et annet ganske enkelt viskosimeter som brukes i laboratorieinnstillinger er Ostwald-viskosimeter, også kjent som glasskapillærviskometer eller U-rørsviskometer. Denne U-formede glassrøranordningen består av to pærer, den ene på den nedre delen av venstre arm på U, og den andre på den høye delen av høyre. Den holdes vertikalt når væsken trekkes opp i den øvre pæren og får deretter strømme ned igjen til den nederste pæren, forbi to merker på røret. Viskositeten til væsker kan trekkes ut ved innregning i glassrørets diameter, mengden tid det tar for en væske å strømme forbi de to merkene, og densiteten til væsken.

Laboratorier som krever presisjonsmålinger kan bruke mer forseggjorte viskosimeter som inneholder elektronikk og måler viskositet ved bruk av et svingende stempel eller en vibrerende resonator nedsenket i væsken. I andre innstillinger, for eksempel malingsindustrien, kan enklere fysiske prinsipper brukes til å utlede omtrentlig viskositet av væsker. Disse målingene er ofte avhengige av et mål kjent som kinematisk viskositet - en væskes motstand mot å strømme i nærvær av tyngdekraften.

Zahn-koppen og Ford-viskositetskoppen er eksempler på tyngdekraftsbaserte enheter som brukes til å måle kinematisk viskositet. På disse enhetene tapper væskemaling, når det gjelder Zahn-koppen, eller motorolje til Ford-koppen, gjennom et lite hull i bunnen av en kopp når det holdes oppe. Væsken renner ut i en jevn strøm til et visst punkt der den brytes opp i dråper. Avhengig av viskositeten til væsken, vil brudd oppstå på forskjellige tidspunkter. Et mål på kinematisk viskositet kan bli funnet ved å multiplisere denne tiden i sekunder med koppens spesifikasjonsnummer, som er kalibrert for den aktuelle væsken.