Viscosimetro di Ostwald

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Descrizione del viscosimetro di Ostwald, strumento utilizzato per misurare il coefficiente di viscosit¨¤ assoluto ¦Ç di un liquido alle temperature Ti (definite da un termostato). (file.doc, 2 pag) (0 pagine formato doc)

Viscosimetro di Ostwald Viscosità La viscosità ? è un coefficiente che misura la maggiore o minore capacità di scorrere presentata da un fluido: in pratica rappresenta le forze d'attrito interne che si destano nel liquido quando uno strato dello stesso è in movimento rispetto ad un altro.
In altra analisi rappresenta il rapporto tra lo “sforzo” e la “deformazione” del fluido: ? = . E' da rilevare che la viscosità nei liquidi, all'aumentare della temperatura, diminuisce, poiché l'aumento dell'energia cinetica delle molecole riduce l'effetto delle forze molecolari; nei gas avviene l'opposto, in quanto le molecole stesse si spostano, tra strati adiacenti, all'aumentare di T. L'unità di misura della viscosità nel Sistema Internazionale è il N s/m2; nel Sistema cgs è dyna s/cm2, definito Poise.
Consideriamo, ad esempio, un liquido che scorre dentro un tubo cilindrico in modo stazionario. Il moto del fluido si può immaginare pensando a strati cilindrici coassiali, che scorrono uno dentro l'altro. Ad ogni strato si può associare un vettore velocità, parallelo all'asse del tubo, il cui modulo dipende essenzialmente dal raggio del singolo strato cilindrico: per questo il moto soddisfa la condizione di regime laminare. La relazione matematica che riassume tale proprietà è: dove v0 è la velocità sull'asse; r il raggio dello strato; R il raggio del tubo. Da tali condizioni segue che ogni strato si muove con velocità costante, e quindi deve essere nulla la risultante delle forze che agisce su ogni elemento di fluido. Consideriamo le superfici che racchiudono l'elemento di volume, e calcoliamo le forze interne normali e tangenziali che operano su tali aree. Le forze di pressione, sul mantello interno e su quello esterno, hanno risultante nulla; mentre le forze di pressione che agiscono sulle due corone circolari forniscono un'azione pari a: F1 = (P1-P2)2? r dr, poiché la pressione sulla faccia 1 è maggiore di quella della faccia 2. Le forze interne tangenziali agenti sul mantello esterno forniscono un effetto ritardante: F2 = ?( 2? r l dV/dr)r+dr Le forze tangenziali sul mantello interno, invece, forniscono un “azione accelerante”: F3 = -?(2? r l dV/dr)r Sommando queste componenti (F1, F2, F3), e imponendo che la risultante sia nulla, si ricava la legge di Poiseuille: ? = ? rappresenta il flusso di massa dm/dt, in altre parole la massa di fluido che scorre nella conduttura nell'unità di tempo. Viscosimetro di Ostwald E' costituito da un tubo ad aria aperta, in uno ritrova un rigonfiamento A e un capillare calibrato C, comunicante con un altro rigonfiamento B, che si trova però nell'altro ramo. Il viscosimetro si trova a temperatura costante attraverso un termostato. E' inoltre necessario che non si trovino corpi estranei nel tubo, né che il tubo presenti residui di liquido diverso da quello da analizzare. Un display visualizza la temperatura che il termostato “diffonde” al liquido presente nel viscosimetro, ma è