Определение вязкости вискозиметром Стокса

Вискозиметр Стокса 3 достаточно прост, содержит цилиндрическую емкость, заполненную исследуемой жидкостью, и шарик. Прибор позволяет определить вязкость жидкости по времени падения шарика в ней следующим образом.

1. Повернуть устройство № 1 в вертикальной плоскости на 180^о и зафиксировать секундомером время t прохождения шариком расстояния l между двумя метками в приборе 3. Шарик должен падать по оси емкости без соприкосновения со стенками. Опыт выполнить три раза, а затем определить среднеарифметическое значение времени t.

2. Вычислить опытное значение кинематического коэффициента вязкости жидкости

n = g d² t (r_ш/r -1) / [18l + 43.2l (d/D)],

где g – ускорение свободного падения; d, D – диаметры шарика и цилиндрической емкости; r, r_ш - плотности жидкости и материала шарика.

3. Сравнить опытное значение коэффициента вязкости n с табличным значением n^* (см. табл.1.1). Значения используемых величин свести в таблицу 1.4.

Примечание.В устройстве № 1 вместо вискозиметра Стокса может быть встроен вискозиметр - плотномер конструкции ТГАСУ, в котором шарик падает с малым зазором в открытой с обоих концов трубке. В этом случае следует: зафиксировать время падения шарика t и перепад уровней жидкости h в цилиндрической емкости и трубке; вычислить значения плотности жидкости r=r_ш/(1+А h) и кинематический коэффициент вязкости n=Вht, где А и В – постоянные прибора.

3.4. Измерение вязкости капиллярным
вискозиметром

Капиллярный вискозиметр 4 включает емкость с капилляром. Вязкость определяется по времени истечения жидкости из емкости через капилляр.

1. Перевернуть устройство № 1 (см. рис. 1.1) в вертикальной плоскости и определить секундомером время t истечения через капилляр объема жидкости между метками (высотой S) из емкости вискозиметра 4 и температуру Т по термометру 1.

2. Вычислить значение кинематического коэффициента вязкости n=М t (М - постоянная прибора) и сравнить его с табличным значением n^* (см. табл. 1.1). Данные свести в таблицу 1.5.

Примечание.В табл. 1.1 приведены значения коэффициента вязкости жидкостей при температуре 20 °С. Поэтому опытные значения, полученные при другой температуре, могут существенно отличаться от табличных значений.

3.5. Измерение поверхностного натяжения
сталагмометром

Сталагмометр 5 служит для определения поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель и содержит емкость с капилляром, расширенным на конце для накопления жидкости в виде капли. Сила поверхностного натяжения в момент отрыва капли равна ее весу (силе тяжести) и поэтому определяется по плотности жидкости и числу капель, полученному при опорожнении емкости с заданным объемом.

1. Перевернуть устройство № 1 и подсчитать число капель, полученных в сталагмометре 5 из объема высотой S между двумя метками. Опыт повторить три раза и вычислить среднее арифметическое значение числа капель n.

Найти опытное значение коэффициента поверхностного натяжения s = Кr/n (К - постоянная сталагмометра) и сравнить его с табличным значением s ^* (см. табл.1.1). Данные свести в таблицу 1.6

Вывод: делая лабораторную работу, мы определили значение коэффициентов объемного расширения, кинематической и динамической вязкости, поверхностного натяжения, плотности жидкости и концентрации раствора опытным путем. Проверили на опыте, что во время повышения температуры вязкость уменьшается. Не все полученные результаты сошлись с табличными данными из-за неточных измерений во время проведения опыта.