Versuch
Info
In ein Doppel-Standgefäß von 1 m Höhe werden auf der einen Seite Glyzerin und auf der anderen Seite Wasser eingefüllt. Man beobachtet die stationäre Sinkgeschwindigkeit von Kunststoff-/Stahlkugeln in den beiden Medien.
Es stehen noch zwei weitere Viskositäts-Fallröhren zur Verfügung, in denen verschieden schwere Kugel fallen gelassen werden können. In einer Fallröhre befindet sich Vaselineöl, in der anderen Wasser. Siehe M.C.11.6
Beschreibung
Nach dem Stokes’schen Gesetz gilt für die Reibungskraft \(\vec{F_{R}}=6\pi \eta R_{K}\vec{v_{0}}\)
mit der Viskosität \(\eta\), dem Rugelradius \(R_{K}\) und der stationären Sinkgeschwindigkeit \(\vec{v_{0}}\).
Aus \(\vec{F_{g}}+\vec{F_{R}}=0\) ergibt sich für die stationäre Sinkgeschwindigkeit
\(\vec{v_{0}}=\frac{2}{9}\cdot g\cdot \frac{{R_{K}}^{2}}{\eta }\cdot (\varrho _{K} -\varrho _{Fl})\)
mit der Kugeldichte \(\varrho _{K}\) und der Flüssigkeitsdichte \(\varrho _{Fl}\).
Mit einem Viskosimeter lässt sich aus der Messung von \(\vec{v_{0}}\) und gemessenem Kugelradius \(R_{K}\) bei bekannten Dichten von Kugel und Flüssigkeit die Zähigkeit η der Flüssigkeit bestimmen.
\(\varrho_{\text{Wasser}}=0,988\cdot10^{3}\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}\)
\(\varrho_{\text{Glycerin}}=1,261\cdot10^{3}\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}\)
\(\eta_{\text{Wasser}}=0,100\frac{\text{kg}}{\text{m}\cdot\text{s}}\)
\(\eta_{\text{Glycerin}}=148,0\frac{\text{kg}}{\text{m}\cdot\text{s}}\)