Методика измерения вязкости капиллярным вискозиметром основана на уравнении Пуазейля:
, (2)
где – объем жидкости, протекающей через капилляр за время , - радиус, а – длина капилляра, - градиент давления; и - давление в начале и в конце капилляра (>).
Непосредственное определение коэффициента вязкости по этой формуле встречает серьезные экспериментальные трудности, т.к. радиус капилляра входит в формулу в четвертой степени и погрешность при измерении радиуса значительно снижает точность экспериментальных данных. Поэтому вместо непосредственного определения коэффициента вязкости по формуле (2) пользуются сравнительным методом. Для этого берут поочередно две жидкости и измеряют время истечения одинаковых объемов каждой жидкости через один и тот же капилляр. Тогда для первой жидкости можно записать:
(3)
аналогично для второй жидкости
. (4)
Поскольку , то можно найти из этого условия коэффициент вязкости второй жидкости:
. (5)
В нашем опыте жидкость вытекает под действием силы тяжести поэтому, с учетом того, что давление столба жидкости получим:
,
где и – плотности первой и второй жидкости. Тогда формула (5) примет вид:
. (6)
Таким образом, зная время истечения вязких жидкостей, их плотности и коэффициент вязкости одной из них, можно найти вязкость другой жидкости. В качестве жидкости с известным коэффициентом вязкости обычно берут дистиллированную воду.
Капиллярный вискозиметр представляет собой капилляр, заканчивающийся сверху резервуаром. Под резервуаром и над ним (рис.2) нанесены две метки (А и В), ограничивающие определенный объем жидкости, время истечения которого определяется на опыте. Для исключения влияния сил поверхностного натяжения нижний конец капилляра погружают в исследуемую жидкость на 5–6 мм. Резиновой грушей или другим способом осторожно засасывают жидкость в резервуар и наполняют его выше верхней метки «В». Затем дают жидкости возможность свободно вытекать и, при достижении уровнем жидкости верхней метки, включают секундомер. Останавливают секундомер при похождении уровня жидкости через нижнюю метку.