Определение вязкости жидкости Исследование зависимости вязкости жидкости от концентрации

Плотность и вязкость воды при различных температурах.

t, ^0C	, кг/м^3	 ·10^3, Па · с
0	999,87	1,79
5	999,99	1,52
10	999,73
15	999,13	1,14
20	998,23	1,00
25	997,07	0,89
30	995, 67	0,80
35	994,06	0,72

Объем истекающей жидкости между метками 9 и 10 одинаков, из формулы Пуазейля, как для воды так и для исследуемой жидкости т.е.

где Δp , t, η – разность давления между метками 9 и 10, время истечения, вязкость исследуемого раствора, а Δp₀ , t₀, η₀- соответствующие величины для стандартной жидкости. При этом Δp и Δp₀ можно выразить через произведение g- ускорение свободного падения на плотность жидкости ρ ( ρ-исследуемой или ρ₀- стандартной), на среднюю высоту между метками 9 и 10 Δh_ср. Если нам известны значения плотности и вязкости стандартной жидкости для выбранной температуры опыта при использовании одного вискозиметра Оствальда или вискозиметров типа ВПЖ для определения времени истечения как стандартной так и исследуемой жидкости, вязкость можно найти по формуле
η₀=kgρ₀ t₀
где k- постоянная прибора и определяется через параметры вискозиметра и не зависит от используемых жидкостей для измерения, равна

k-зависит от температуры и ускорения свободного падения и времени протекания жидкости между метками 9 и10. Искомая вязкость раствора будет равна

По конечной формуле видно, что мы сравнили величины характеризующие исследуемую жидкость и стандартную , получили метод сравнения. С другой стороны искомая величина рассмотрена относительно стандартной величины, относительный метод.
При проведении трех измерений на каждый исследуемый раствор ,расчетная формула для вязкости раствора имеет вид:


(1),

где - среднее значение из n измерений вязкости, времени истечения из вискозиметра и плотность для исследуемой жидкости и времени истечения воды из вискозиметра , ₀ , ₀ - вязкость, и плотность воды взятые из таблицы.

Конечный результат представляется в виде


,
где Δη- доверительный интервал где находится истинное значение определяемой вязкости.
Δη определяется по формуле

где t_α,n-коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности α= 0,95 (или 0,99 или 0,999), и числе измерений n, или n-1 степеней свободы. Данный коэффициент берется из таблицы.
Определим по формулам:
; ; , а также
; ; , а также


; ;
Рассчитать по формулам величины и занести результаты вычислений в таблицу.
Таблица 2

С, %	(среднее значение),			Среднеквадратическая, среднеарифметического			 ^. 10^3 (среднее значение), Па^.сек		^. 10^3, Па^.сек
				Si	S0	Sρ
0								1,00		-
5										-
20										-
40										-
x

9. 
   Построить график зависимости коэффициента вязкости раствора от концентрации сахарозы в растворе η=f(С). По графику определить неизвестную концентрацию раствора сахарозы, зная величину коэффициента вязкости этого раствора.
   
10. 
    Сделать вывод по результатам работы. В выводе указать искомую концентрацию раствора х (%) и коэффициент вязкости этого раствора  (Па ^. сек) и как изменяется коэффициент вязкости с увеличением концентрации сахарозы в растворе.
    

Список использованной литературы:
Френкель. Кинетическая теория жидкостей. -- Л.: «Наука», 1995.
2. Алтоиз Б.А., Поповский Ю.М. Капиллярный вискозиметр - 2001.
3. Пайнс Д., Нозьер Ф., Теория квантовых жидкостей, пер. с англ., М., 1997.
4. Физика простых жидкостей. Экспериментальные исследования. Перевод с англ. под ред. А. Голика и Ю.И. Шиманского. М.: Мир, 1993.
5. Фишер И.З. Статистическая теория жидкостей. М.: Наука, 1981.
6. Физика простых жидкостей. Статистическая теория. Перевод с англ. под ред. Д.Н. Зубарева и Н.М. Плакиды. М.: Мир, 1991.