Temat: Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy biologicznych metodą opartą na prawie Stokesa

Cel ćwiczenia: Wyznaczenie współczynnika lepkości oleju po uprzednim wykonaniu obliczeń opartych na prawie Stokesa wykorzystując poprawkę Ladenburga.

Przebieg ćwiczenia:

1. Wypełniam pipetę wodą do objętości V=1cm³ i liczę liczbę kropel ( n_w ), wypływających z pipety. Powtarzam to 3 razy.

2. Wprowadzam kroplę wody na powierzchnię oleju w naczyniu i mierzę czas jej spadania pomiędzy ustalonymi wcześniej punktami A i B. Czynność tą powtarzam 5 razy.

3. Wyniki umieszczam w tabelach pomiarowych

4. Mierzę średnicę naczynia z olejem (2R) i odległość (h) pomiędzy punktami A i B.

Tabele pomiarowe:

1. Pomiar liczby kropel wypływających z pipety o pojemności V = 1cm³

n w			w
39	39	39	39

2. Czas opadania kropli wody w naczyniu z olejem na drodze długości h = 0,0975m

t w					w
15,91	16,00	15,94	16,50	15,88	16,046

3. Średnica cylindra wynosi 2R = 0,06m, natomiast odległość miedzy punktami A i B jest równa h= 0,0975m

Obliczenia:

1. Wyznaczam promień kropli wody ze wzoru:

gdzie,

r - promień kulki

V - objętość pipety (V = 1cm³ = 10^-6 m³)

- średnia liczba kropel wypływających z pipety (39)

m

2. Obliczam współczynnik lepkości oleju ze wzoru:

gdzie,

r - promień kulki (0,00181712m)

g - przyspieszenie ziemskie ( 9,81m/s²)

- gęstość wody (1000kg/m³)

- gęstość oleju (916kg/m³)

- średni czas opadania (16.046s)

h- droga przebyta przez kroplę (0,0975m)

Pas

3. Kropla opada w cylindrze o promieniu niewiele większym od jej promienia, więc pojawia się oddziaływanie tej kropli ze ściankami cylindra. Oddziaływanie to uwzględnia poprawka Ladenburga:

gdzie:

R - promień cylindra (0,03m)

Pas

Analiza błędów:

gdzie,

- błąd pomiaru lepkości

- błąd pomiaru promienia kropli (
mm= 0,79mm=0,00079m)

- błąd pomiaru średniego czasu opadania (
=0,01s)

- błąd pomiaru opadania kropli(
= 1mm =0,001m)

Wnioski:

Korzystając z prawa Stokesa możemy obliczyć współczynnik lepkości cieczy w naczyniu. Wynosi on 0,0995 Pas. Jednak zauważyć trzeba ze współczynnik lepkości oleju po wniesieniu poprawki Ladenburga zmienił się znacznie (o 0,0125). Błąd natomiast jak z obliczeń wynika jest stosunkowo duży. Wnioskuję że jest to spowodowane niedokładnością wykonywanych pomiarów.

Temat: Wyznaczenie gęstości cieczy biologicznych metodą grawimetryczną

Cel ćwiczenia: Wyznaczenie gęstości dekstranu na podstawie pomiaru czasu opadania kropli cieczy wzorcowej np. wody i cieczy badanej w cylindrze wypełnionym cieczą o znanej gęstości.

Przebieg ćwiczenia:

1. Wypełniam pipetę dekstranem do objętości V=1cm³ i liczę liczbę kropel ( n_d ), wypływających z pipety. Powtarzam to 3 razy

2. Wprowadzam kroplę dekstranu na powierzchnię oleju w naczyniu i mierzę czas jej spadania pomiędzy ustalonymi wcześniej punktami A i B. Czynność tą powtarzam 5 razy.

3. Takie same pomiary wykonuję dla cieczy wzorcowej (wody), mierzę czas opadania między tymi samymi punktami A i B

Tabela pomiarów

1. Pomiar liczby kropel dekstranu wypływających z pipety o pojemności V = 1cm³

n d			d
44	42	44	43,(3)

2. Czas opadania kropli wody i dekstranu w naczyniu z olejem na drodze długości h=0,0975m

t w					w
15,91	16,00	15,94	16,50	15,88	16,046

t d					d
10,19	10,50	10,56	10,53	10,34	10,424

Obliczenia:

Gęstość badanej cieczy obliczamy na podstawie wzoru

gdzie,

- gęstość badanej cieczy czyli dekstranu

- gęstość oleju

- gęstość wody

- średnia liczba kropel dekstranu

- średnia liczba kropel wody

- średni czas opadania kropli wody

- średni czas opadania kropli dekstranu

[kg/m³]

Wnioski:

Gęstość dekstranu jest większa niż gęstość wody i wynosi 1054,6 [kg/m³]. Dlatego więcej kropel wypływa z pipety o objętości 1 cm³ a czas opadania kropel dekstranu pomiędzy tymi samymi punktami A i B co w przypadku kropel wody jest krótszy.

---