Măsurarea coeficientul de vâscozitate relativă

1.Scopul lucrarii:

Consta in determinarea coeficientului de vascozitate relativa in raport cu solvetul pur al unei solutii, folosind vascozimetrul Oswald.

2.Principiul lucrarii:

In procesul curgerii unui fluid, deplasarea relativa a straturilor adiacente de fluid (straturi care inainteaza cu viteze diferite) este stanjenita de fortele de frecare interna, numite forte de vascozitate. Forta de vascozitate F aparuta la suprafata de contact a straturilor adiacente de fluid este direct proportionala cu aria A a straturilor glisante si cu gradientul de viteza in plan perpendicular pe directia de curgere .

F= η∙A∙

Factorul de proportionalitate η se numeste coeficient absolut de vascozitate si se masoara in poiseuille (1P=Nsm-2).

Apa are, la temperatura camerei, o vascozitate de 0,001 P iar sangele, la temperatura corpului, intre 0,002 si 0,004 P. Valoarea coeficientului de vascozitate variaza semnificativ cu temperatura, iar in cazul sangelui, si cu numarul de hematii pe unitatea de volum.

Se defineste si un coeficient de vascozitate relativa al unei solutii ca fiind raportul dintre coeficientul de vascozitate al solutiei si cel al solvetului pur (de obicei apa distilata).

Fiind rezultatul fortelor de interactiune moleculara, vascozitatea unui lichid scade la cresterea temperaturii. In cazul solutiilor, coeficientul de vascozitate depinde si de concentratia acestora (variatia fiind insa neglijabila in cazul solutiilor de cristaloizi), precum si de tipul moleculelor fazei dispersate.

Exista numeroase metode de masurare a coeficientului de vascozitate (vascozimetrie). In prezenta lucrare se va utiliza vascozimetrul Ostwald. Determinarea vascozitatii cu ajutorul vascozimetrului Ostwald se bazeaza pe masurarea timpului de scurgere al unui volum determinat de lichid printr-un tub capilar etalonat sub actiunea unei diferente de presiune cunoscuta.

Conform legii Poiseuille-Hagen, scaderea de presiune de-a lungul distantei l intr-un tub cilindric cu raza r, strabatut de un lichid cu viteza v este:

Dar si atunci

sau

unde D este debitul iar V este volumul de lichid care se scurge in timpul t, sub o diferenta de presiune Δp, intr-un capilar de lungime l si raza r. Daca tubul este asezat in plan vertical atunci Δp=ρhg si vascozitatea solutiei va fi:

unde h este inaltimea coloanei de lichid ce reprezinta volumul V, ρ este densitatea lichidului iar g acceleratia gravitationala.

Practic este dificil de stabilit cu exactitate raza tubului capilar, dar putem afla vascozitatea lichidului studiat comparand timpul necesar scurgerii unui volum din acel lichid cu timpul necesar scurgerii