Методы определения вязкости жидкости

Совокупность методов измерения вязкости называют вискозиметрией, а приборы, используемые для таких целей – вискозиметрами.

Для жидкостей с невысокой вязкостью применяется капиллярный метод. Он основан на формуле Пуазейля и заключается в измерении времени протекания через капилляр определенного объема жидкости. Этот метод лежит в основе выполнения длиной лабораторной работы и подробно изложен при проведении опыта.

Капиллярный вискозиметр применяется для определения вязкости крови.

Метод падающего шарика используется в вискозиметрах, основанных на законе Стокса:

Fтр. = 6  η  r  ,

где r – радиус шарика;  – скорость движения.

Измеряя скорость равномерного движения шарика, можно найти вязкость данной жидкости. Применяются так же ротационные вискозиметры, в которых жидкость находится в зазоре между двумя телами, например, цилиндрами. Один из цилиндров (ротор) вращается, а другой не подвижен. Вязкость измеряется по угловой скорости ротора, создающего определенный момент силы на неподвижном цилиндре.

В клинике для определения вязкости крови используют вискозиметр Гесса с двумя капиллярами.

II. Работа студентов во время практического занятия.

Задание 1.

Получить допуск к занятию. Для этого необходимо:

– иметь конспект в рабочей тетради, содержащий название работы, основные теоретические понятия изучаемой темы, задачи эксперимента, таблицу по образцу для внесения экспериментальных результатов;

– успешно пройти контроль по методике проведения эксперимента;

– получить у преподавателя разрешение выполнять экспериментальную часть работы.

Задание 2.

Выполнение лабораторной работы, обсуждение полученных результатов, оформление конспекта.

Приборы и принадлежности

1. Капиллярный вискозиметр.

2. Резиновая груша.

3. Флаконы с дистиллированной водой и спиртом.

Прибором для измерения вязкости жидкости является капиллярный вискозиметр. Он состоит из капиллярной трубочки с двумя утолщениями в виде шариков определенного объема (рис. 2).

В данной работе используется капиллярный метод, который основан на формуле Пуазейля:

Заменив Q отношением V/τ, имеем:

,

где V – объем жидкости, протекающей за время τ (тау) через трубку длиной l; ∆p – разность давлений на концах трубки.

Измерение входящих в формулу Пуазейля величин R, l, ∆p провести трудно, поэтому прибегают к определению вязкости исследуемой жидкости η методом сравнения ее движения в данном вискозиметре с движением эталонной жидкости, вязкость которой известна, например дистиллированной воды.

	1 и 2 – два утолщения в виде шариков; а – резиновая трубка; б – резиновая груша; в – сосуд, с жидкостью; m и n – метки
Рис. 2. Капиллярный вискозиметр

Жидкости в капилляре движутся под действием гидростатического давления:

∆p =   g  h,

Для равных объемов жидкостей, протекающих через капилляр, можно записать:

–для дистиллированной воды; –для исследуемой жидкости.

Отсюда

или

Подставив ∆p = gh, имеем

или

Следовательно

,

где η₂ – вязкость исследуемой жидкости; η₁ – вязкость дистиллированной воды; ₂ – плотность исследуемой жидкости; ₁ – плотность дистиллированной воды; τ₂ – время истечения исследуемой жидкости; τ₁ – время истечения дистиллированной воды.