1. Lepkość - zjawisko związane z istnieniem sił tarcia między warstwami cieczy, gazu lub plazmy, przemieszczającymi się równolegle względem siebie.

2. Współczynnik lepkości - Warstwa poruszająca się szybciej działa przyspieszająco na warstwę poruszającą się wolniej i odwrotnie. Pojawiające się wtedy siły tarcia wewnętrznego skierowane są stycznie do powierzchni styku tych warstw.

Określana ilościowo współczynnikiem η równym wartości siły stycznej, która przyłożona do jednostki powierzchni spowoduje jednostajny, laminarny przepływ z jednostkową prędkością:

3. Siły działające na kule opadającą w cieczy lepkiej

Na kulkę tę działają trzy siły:

Q- siła ciężkości;
Fw- siła wyporu;

-siła lepkości

4.Opis ruchu opadającej kulki

Na początku ruchu siła ciężkości jest większa od sumy pozostałych sił zgodnie z równaniem:

i kulka porusza się ruchem przyspieszonym (niejednostajnie).
Ponieważ jednak wraz ze wzrostem prędkości rośnie siła lepkości (dwie pozostałe siły są stałe), dochodzi wkrótce do momentu, gdy suma sił w powyższym równaniu staje się równa zeru:

Jak wiemy z I zasady dynamiki :

• ("jeżeli na ciało nie działa żadna siła, lub działające siły równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym")

od tej chwili kulka będzie poruszać się ze stałą prędkością, którą wyznaczamy z powyższego równania:

Stąd wzór na prędkość kulki:

Z tego wzoru wynika, że małe kulki uzyskują mniejszą prędkość niż duże. Dlatego np. małe kropelki deszczu opadają w powietrzu dużo wolniej niż duże.
Wzór ten może posłużyć do wyznaczania lepkości cieczy lub gazu w oparciu o pomiar prędkości opadania kulki o znanym promieniu.

5. Wyprowadzenie wzoru roboczego

v - prędkość kulki

r - promień kulki

η - współczynnik lepkości

m - masa kulki

ρ - gęstość cieczy

C.4. Pomiar ciepła właściwego cieczy w stałym ciśnieniu metodą elektryczną.

1)Pojemności cieplne dwóch ciał wykonanych z tego samego materiału - powiedzmy z marmuru są proporcjonalne do ich mas . Łatwo jest więc zdefiniować ,, pojemność cieplną na jednostkę masy ” czyli ciepło właściwe c , które nie jest związane z konkretnym ciałem , lecz z jednostką masy substancji , z której jest ono zbudowane . Równanie można więc zapisać w następującej postaci :

Jednostką ciepła w układzie SI jest jednostka energii , a więc dżul (J). Obecnie definiuje się wartość kalorii , nie odwołując się przy tym do ogrzewania wody . Kalorie używane do określania wartości energetycznej żywności pisane czasami z dużej litery odpowiadają w rzeczywistości kilokaloriom .

2)  Ciepło Joule'a- Lenza, pozwala wyznaczyć ilość ciepła, które wydziela się podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny .

Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu.

Zależność tę można wyrazić wzorem:

gdzie

 - ilość wydzielonego ciepła;

 - natężenie prądu elektrycznego;

 - opór elektryczny przewodnika;

 - czas przepływu prądu.

Prawo to jest wyrazem zasady zachowania energii w odniesieniu do przepływu prądu. Wynika z niego, że energia prądu elektrycznego zamienia się w energię wewnętrzną przewodnika.

3.Wyznaczając i korzystając z wartości ciepła właściwego dowolnej substancji musimy znać warunki w których dostarczamy ciepło . W przypadku ciał stałych i cieczy zwykle zakładamy ,że znajdują się one pod stałym ciśnieniem (atmosferycznym ). Jest także możliwe , że podczas ogrzewania próbkę będziemy utrzymywać w stałej objętości . Oznacza to , że rozszerzanie się ciał związane z ogrzewaniem trzeba skompensować , zwiększając zewnętrzne ciśnienie . W przypadku ciał stałych i cieczy trudno zrealizować to na drodze doświadczalnej , ale można wykonać odpowiednie obliczenia , które mówią że wartości ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu i objętości dla ciał stałych i cieczy różnią się o kilka procent. W przypadku gazów wartości ciepła właściwego przy stałej objętości i stałym ciśnieniu są wyraźnie różne .

4) Ciała stałe lub ciecze , które pobierają energię w postaci ciała , nie muszą wcale zwiększać swej temeperatury . Zamiast tego substancja może zmieniać swoją fazę . Materia może występować w 3 powszechnie spotykanych stanach skupienia: w stanie ciekłym cząsteczki dzięki wzajemnym oddziaływaniom tworzą dość sztywną strukturę . W tym stanie czastęczki mają nieco więcej energii i pewną swobodę ruchu . Mogą tworzyć niewielkie zespoły cząsteczek (klastery), ale próbka jako całość nie ma sztywnej struktury i może płynąć lub dopasowywać się do kształtu zbiornika , w którym się znajduje .W stanie gazowym cząsteczki mają wiekszą energię i swobodę ruchu . Dlatego mogą wypełniać całą objętość zbiornika .Stopnienie ciała stałego oznacza zmianę jego stanu ze stałego na ciekły . Proces ten wymaga dostarczenia energii ponieważ cząsteczki ciała stałego trzeba wyzwolić z ich sztywnej struktury. Krzepnięcie cieczy jest procesem odwrotnym do topnienia i wymaga odebrania od cieczy energii , tak aby cząsteczki mogły utworzyć sztywną strukturę.Parowanie cieczy oznacza zmianę stanu z ciekłego na gazowy . Podobnie jak topnienie wymaga dostarczenia energii ponieważ cząteczki muszą oderwać się od klasterów , które tworzyły . Skraplanie gazu do stanu ciekłego jest procesem odwrotnym do parowania ; energię trzeba odebrać od gazu tak , aby jego cząsteczki mogły zgromadzić się w klastery , a nie poruszały się niezależnie od siebie .

5) Ciepło przemiany - gdy substancja pochłonie ciepło , może zmienić się jej stan skupienia np. ciało stałe może stać się cieczą , a ciecz gazem . Ilość ciepła niezbędna do zmiany fazy jednostkowej masy substancji (bez zmiany przy tym jej temperatury ) jest nazywana ciepłem przemiany.

6)Ciepło jest formą energii , a zatem podlega ono jednemu z najbardziej podstawowych praw fizyki czyli zasadzie zachwania energii. W myśl tej zasady energia nie znika , ciepło też nie może nagle ginąć , lub powstawać z niczego podczas jego przemian termodynamicznych . Równanie bilansu cieplnego ma postać :

Oba ciepła będące składnikami równania są liczone jako dodatnie czyli należy tak podstawić do wzoru składniki ciepła pobranego i oddanego , aby obliczone ciepło miało wartość dodatnią .

7) Kalorymetr składa się z dwóch naczyń umieszczonych jedno wewnątrz drugiego, by jak najbardziej ograniczyć wymianę ciepła z otoczeniem. Działa, jak prosty termos - pomiędzy zewnętrznym a wewnętrznym naczyniem znajduje się izolator termiczny (powietrze), które ma mniejszą przenikalność cieplną, niż metale i zdecydowana większość ciał stałych, z których są zbudowane oba naczynia.

8) Pomiary ilości ciepła przeprowadzamy w odpowiednio skonstruowanych naczyniach kalorymetrycznych, które zmniejszają do minimum straty ciepła, związane z ucieczką na zewnątrz lub z wnikaniem do wewnątrz. Do naszego doświadczenia użyliśmy kalorymetru wodnego. Składa się on z dwu cylindrycznych naczyń metalowych umieszczonych jedno wewnątrz drugiego. Naczynie wewnętrzne spoczywające na korkach lub innych izolatorach termicznych, ze względu na swe dobre przewodnictwo cieplne - metal - bierze udział w wymianie cieplnej w całej swej masie. Naczynie zewnętrzne o ściankach wypolerowanych zabezpiecza od strat na promieniowanie. W górnej pokrywce, stanowiącej uzupełnienie osłony termicznej, znajdują się otwory na wprowadzenie do wnętrz termometru T i grzałki oporowej.

9) Wzór na ciepło Joule'a Q1 wydzielone podczas przepływu prądu ma postać:

Wzór na ciepło wydzielone podczas doświadczenia przez kalorymetr (straty spowodowane np. promieniowaniem itp.) ma postać:

Gdy odejmiemy starty ciepła spowodowane budową kalorymetru (rodzaj materiału, struktura itp.) od ciepła wydzielonego przez spiralę grzejną otrzymamy wzór na ciepło właściwe:

gdzie :

mk - masa pustego i czystego kalorymetru

mc+k - masa kalorymetru z daną cieczą

T1-T2 - różnica temperatur

A2.Wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej w powietrzu za pomocą interferometru Quincke'go.

Wstęp teoretyczny

Fala - to zaburzenie lub zespół zaburzeń rozchodzących się w ośrodku lub przestrzeni ze skończoną prędkością i niosące ze sobą energię.

Ze względu na fizyczną naturę zachodzących zjawisk rozróżnia się

• Fale mechaniczne powstają w ośrodkach sprężystych.

• Fale elektromagnetyczne rozchodzą się w próżni lub ośrodku materialnym, wywołane są zmianami rozkładu przestrzennego ładunków elektrycznych.

• Fale materii lub fale de Broglie'a. Falę stanowi rozchodzące się w ośrodku zaburzenie, zmiany jakiejś wielkości (powtarzające się wielokrotnie i cyklicznie zmieniające swoje wychylenie).

Podział fal

1. ze względu czoło fali

• płaskie,

• walcowe,

• kuliste (kołowe),

• mieszane,

2.ze względu na kierunek drgań

• fale podłużne,

• fale poprzeczne.

Równanie fali

s=A sin (ω t - k x + φ0)

λ- długość fali (w układzie SI w metrach - m)
φ0- faza początkowa (wielkość niemianowana)
A - amplituda fali (jednostka tej wielkości zależy od rodzaju fali i od sposobu jej opisu -np. dla fal dźwiękowych może to być ciśnienie akustyczne, i wtedy wyraża się w paskalach)

Fala stojąca- fala, której grzbiety i doliny nie przemieszczaj się. Fala stojąca powstaje na skutek interferencji dwóch takich samych fal poruszających się w tym samym kierunku, lecz o przeciwnych zwrotach

Wzór na prędkość fali - wyprowadzony

• 
  

gdzie wielkości opisujące falę to:

• 
   wartość prędkości fali; jednostką jest 
  ;

• 
   długość fali; jednostką jest 
  ;

• 
   okres fali; jednostką jest 
  ;

• 
   częstotliwość fali; jednostką jest 
  .

Dźwięk - wrażenie słuchowe, spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie).Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz

---