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viscosité des liquides : viscosimètre d'Oswald BTS biotechnologie 2007 ( 8 points ) |
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Cette durée est proportionnelle à la viscosité h du liquide et inversement proportionnelle à sa masse volumique r, ce que l'on exprimera par la relation : t= 1/K h/r. K est la constante d'étalonnage de l'appareil. La viscosité admet pour unité SI, le poiseuille noté Pl qui correspond à 1 kg m-1 s-1.
L'expérience a été réalisée avec deux liquides à 20,0 °C : - le propan-1-ol de viscosité connue h0=2,256 mPl et de masse volumique r0 =0,8021g/mL - l'acide méthanoïque qui présente une masse volumique r = 1,2178 g/mL. Pour le propan-1-o : t0 = 314,8 s ; pour l'acide méthanoïque : t = 165,8 s. Expliquer pourquoi le temps d'écoulement est fonction croissante de la viscosité du liquide. Lorsque la viscosité augmente, la capacité du fluide à s'écouler diminue. La durée d'écoulement augmente. Expliquer pourquoi le temps d'écoulement est fonction décroissante de la masse volumique du liquide. Sous l'effet des forces de gravitation, proportionnelles à la masse, donc à la masse volumique, le fluide s'écoule plus vite. La durée d'écoulement est plus faible si la masse volumique du fluide est élevée. Etablir l'expression de la viscosité h de l'acide méthanoïque en fonction des autres données. t0 = 1/K h0 /r0 donne 1/K = t0 r0/h0 t = 1/K h/r = t0 r0h/( h0r) d'où h = t h0r /(t0 r0). h0=2,256
mPl ; r0
=0,8021g/mL = 802,1 kg m-3 ;
r =
1,2178 g/mL=1217,8 kg m-3 t0 =
314,8 s ; t = 165,8 s. h
= 165,8 * 2,256*1217,8
/(314,8*802,1) =1,8040
mPl. t0 = 1/K h0 /r0 donne K= h0 /( r0t0 ). La calculer en utilisant les unités de base de la mécanique. h0=2,256 10-3 Pl =2,256 10-3 kg m-1 s-1; t0 = 314,8 s ; r0 = 802,1 kg m-3. K= 2,256 10-3 /(802,1 *314,8) = 8,9376 10-9 m2 s-2.
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