التجربة
لزوجة السوائل 2
للسوائل المختلفة خواص مختلفة. وإحدى هذه الخواص هي اللزوجة، مقاومة السائل للتدفق. يعتبر الماء والحليب وعصير الفاكهة خفيف نسبياً ويتدفق أسهل من السوائل الأكثر كثافة ولزوجة، مثل العسل وشراب الذرة والشامبو والصابون السائل.
تعتبر اللزوجة خاصية هامة لسوائل الحفر. فالسائل الأكثر لزوجة أفضل لإيقاف قطع الصخر ونقلها إلى السطح. لكن، نحتاج إلى ضغط أكثر لضخ السوائل اللزجة جداً، مما يؤدي إلى ثقوب وشقوق إضافية في معدات الحفر. والسوائل اللزجة أكثر صعوبة أيضاً لفصل القطع الصخرية.
وإحدى طرق فحص لزوجة سائل هي معرفة الوقت الذي يستغرقه جسم ما ليغرق فيه. يمكن أيضاً مقارنة اللزوجة بواسطة مقارنة أوقات الغرق لسوائل مختلفة.
الأدوات والمواد
الماء
زيت أطفال (أو أي زيت خفيف من السهل الحصول عليه)
شامبو شفاف أو فاتح اللون
قنينة بلاستيكية سعتها 444 ملم (15 أونصة) أو أكبر بقليل، مع غطاء شديد الإحكام
علبة فيلم حجمها 35 ملم أو جسم صغير مشابه
ساعة توقيف تقيس إلى 0.1 أو 0.01 جزء من الثانية
قطعة رخام زجاجية صغيرة تلائم فتحة القنينة
قلم حبر جاف
نظارات وقاية للسلامة
جدول مثل الذي في الأسفل لتسجيل نتائجك
ماذا نفعل
1. ارسم خطين على جاني القنينة بمسافة 3 سم من كل طرف باستخدام قلم حبر جاف.
2. أدخل قطعة الرخام في القنينة، املأ القنينة إلى نهايتها بالماء، وأغلق الغطاء بإحكام.
3. اقلب القنينة وراقب قطعة الرخام أثناء سقوطها في الماء.(إنها تسقط بسرعة جداَ)
4. باستخدام ساعة توقيف، حاول قياس الوقت الذي تستغرقه قطعة الرخام لتسقط من الخط الأول على القنينة إلى الخط الثاني عندما تقلبها. (من المستحيل القيام بهذا، لأن قطعة الرخام تسقط بسرعة كبيرة جداً. فالماء ليس لزجاً جداً .)
5. دعنا نجرب طريقة أخرى. ضع القنينة على جانبها بحيث يكون غطاؤها على علبة الفلم أو على جسم صغير. وهذا يؤدي إلى تحرك خفيف لقطعة الرخام حتى تتحرك للأسفل. إذا كانت الحركة غير منحدرة تماماً، ستتحرك قطعة الرخام عبر الماء ببطء بقدر كافي حتى تقوم بتدوين الوقت.
6. ارفع نهاية القنينة حتى تنحدر قطعة الرخام إلى نهاية الغطاء.
7. ضع نهاية القنينة في الأسفل بسرعة ولكن بلطف. استخدم ساعة التوقيف لقياس الوقت الذي تستغرقه قطعة الرخام لتنحدر من الخط الأول على القنينة إلى الخط الثاني.
8. سجل الوقت في عمود الماء في جدول البيانات مقابل التجربة 1.
9. كرّر العملية أربع مرات واحسب معدل الوقت للماء.
10. استبدل الماء في القنينة بزيت الأطفال. (أو، صب زيت الأطفال في قنينة مشابهة وضع علامات في نفس المكان). أدخل قطعة رخام وأقفل الغطاء بإحكام. كرر الخطوات من 5-9 للحصول على النتائج لزيت الأطفال.
انظر إلى نتائجنا.
11. اختياري: مقارنة مع سوائل أكثر لزوجة، جرّب هذه التجربة مع قطعة رخام في قنينة شامبو. اقلب القنينة وقم بقياس الوقت الذي تستغرقه قطعة الرخام لتسقط. بناء على نوع الشامبو الذي تستخدمه، قد يستغرق هذا 30 ثانية أو حتى أكثر! الشامبو أكثر لزوجة من الماء. (إذا قمت بعمل حركة خفيفة بالقنينة وتجعل قطعة الرخام تسقط للأسفل عبر الشامبو، فربما تحضر كتابك المفضل لتقرأه في هذه الأثناء! لأنه يبدو أن هذه العملية ستدوم إلى الأبد!)
