Viscosité d'un liquide, BTS bioanalyse et contrôle 2022.

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.

.
. . .

.
.
.. ..
......


...
La viscosité dynamique h d'un liquide est déterminée en utilisant un viscosimètre à chute de bille.
Ce dispositif comporte un long tube vertical rempli avec le liquide de masse volumique rliq. Sur ce tube, deux traits repères fixes A et B sont distants de d. La température est constante.
On lâche sans vitesse initiale, en haut du tube, une bille calibrée sphérique, pleine de masse volumique rbille et de rayon R.
Grâce à des capteurs, le dispositif mesure le temps Dt de la chute entre ces deux repères..
La vitesse de la bille augmente puis atteint très rapidement une vitesse limite constante. Lorsqu'elle passe au repère A, la bille a déja atteint  sa vitesse limite de chute ; son mouvement est alors rectiligne uniforme entre les deux repères.
26. Pourquoi est-il nécessaire de maintenir le tube central à température constante ?
La masse volumique et la viscosité d'un liquide dépendent de la température.
27. Exprimer la vitesse limite en fonction de d et Dt.
v = d / Dt.
La bille est soumise à son poids P = mg, à la poussée d'Archimède PA et à la force de frottement fluide f.

28. Etablir l'expression P du poids en fonction  du rayon de la bille, de sa masse volumique rbille et de g.
Volume de la bille : V = 4 / 3 p R3 ;
masse de la bille : m = V rbille = 4 / 3 p R3 rbille;
Poids P =
4 / 3 p R3 rbille g.
Le poids est compensé par la poussée d'Archimède et par la force de frottement fluide.
29. Montrer que la viscosité dynamique s'exprime par la relation suivante.
PA = V rliq g = 4 / 3 p R3 rliq g.
f = 6 p R h v.
A l'équilibre :
6 p R h v + 4 / 3 p R3 rliq g = 4 / 3 p R3 rbille g.
6 p  h v + 4 / 3 p R2 rliq g = 4 / 3 p R2 rbille g.
6 p  h v = 4 / 3 p R2  g ( rbille -.rliq ).
  h v = 2 / 3 R2  g ( rbille -.rliq ).
h  = 2 / 9 R2  g ( rbille -.rliq ) / v.
On pose K = 2 / 9 R2  g / d.
h  =K( rbille -.rliqDt.
On donne d = 20,0 cm; R = 5,50 mm ; rbille = 7,70 103 kg m-3.
30. Calculer K et préciser son unité.
K =2 / 9 x(5,50 10-3)2 x9,81 / 0,200~3,3 10-4m2 s-2.
Dt = 0,443 s. rbille=7,7 103 kg m-3.
31. Le liquide est-il du glycérol pur ou un mélange glycérol-eau ?
% de glycérol dans le mélange glycérol-eau
Masse volumique  rliq kg m-3
viscosité h Pa s
100
1258
0,942
99
1255
0,772
98
1253
0,627
97
1250
0,521

h  =3,3 10-4(7,7 103-1255) x 0,443 =0,942 Pa s.
Le liquide est du glycérol pur.



  
menu