Politechnika Śląska Katowice, dnia 31.03.2011 r.

Wydział Transportu

ĆWICZENIA LABOLATORYJNE Z FIZYKI

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 7

Temat ćwiczenia: Pomiar współczynnika lepkości powietrza. Wyznaczenie średniej drogi swobodnej i średnicy cząsteczek gazu oraz liczby Reynoldsa dla przepływu powietrza przez kapilarę.

Grupa T15

Sekcja nr 3

Włóczyk Patryk

Chynek Wojtek

Układ Pomiarowy:

Przebieg Ćwiczenia:

1. Napełnienie butli wodą do 3/4 objętości. Zanotowanie promienia kapilary r oraz gęstości ρ_c cieczy wykorzystywanej w manometrze.

2. Otwarcie zaworu i dobranie odpowiedniej prędkości wypływu wody.

3. Pomiar czasu t wypływu 250 ml wody z butli.

4. Wyznaczenie różnicy poziomów h cieczy w manometrze.

5. 10 - krotne powtórzenie powyższych pomiarów.

6. Pomiar ciśnienia atmosferycznego p i temperatury T w pomieszczeniu laboratoryjnym.

Opracowanie Wyników:

1. Obliczenie gęstości powietrza dla wyznaczonych wartości parametru ρ i T

gdzie:

μ = 29,0 ×10^{- 3} [kg/mol] - masa molowa powietrza

p = (99 ± 0,1) ×10³ [Pa] - ciśnienie atmosferyczne

R = 8,314 [J/(mol×K)] - stała gazowa

T = (293 ± 1) [K] - temperatura powietrza

Niepewność wyznaczenia gęstości powietrza:

Gęstość powietrza wynosi ρ=(1,180±0,005)

2.Obliczenie wartości średnich i ich odchyleń standardowych następujących wielkości:

Czas t [s]
182	153	178	177	179
181	154	180	177	180

Średni czas:

Odchylenie:

Czas wypływu wody wynosi t = (174±10)[s]

Różnica poziomów cieczy w manometrze:

Wysokość h[m]
0,166	0,165	0,165	0,165	0,166
0,022	0,023	0,021	0,022	0,021
Różnica wysokości
0,144	0,142	0,144	0,143	0,145

Średnia wysokość:

Odchylenie:

Średnia wartość h = (143 ± 2)
[m].

3.Obliczenie natężenia wypływu wody z butli

gdzie:

Niepewność natężenia wypływu wody

Natężenie wypływu wody wynosi I = (1,44±0,08)

4. Wyznaczanie średniej prędkości przepływu gazu przez kapilarę

I = (1,44 ± 0,08)
- natężenie wypływu wody

r = (0,267 ± 0,001)
[m]- promień kapilary

Niepewność wyznaczania prędkości przepływu gazu

Wyznaczona prędkość przepływu powietrza wynosi: v = (6,43 ±0,16)

5. Obliczanie przepływu lepkości przepływającego przez kapilarę :

gdzie:

r = (0,267 ± 0,001)10^{- 3} [m] - promień kapilary

h = (143 ± 2) ×10^{- 3} [m] - różnica poziomów cieczy w manometrze

ρ_c = (998 ± 1) [kg/m³] - gęstość cieczy w manometrze

g = 9,81 [m/s²] - przyspieszenie grawitacyjne

I = (1,44 ± 0,08) ×10^{- 6} [m³/s] - natężenie wypływu wody

l = (0,101 ± 0,001) [m] - długość kapilary

Niepewność wyznaczania lepkości

Wyznaczona lepkość powietrza wynosi η = (19,2 ± 3,03)

6.Obliczanie wartości liczby Reynoldsa

gdzie:

ρ=(1,180±0,005)
- gęstość powietrza

v = (6,43 ±0,16) [m/s] - prędkość przepływu powietrza

r = (0,267 ± 0,001)
[m] - promień kapilary

η= (19,2 ± 3,03)
- lepkość powietrza

Niepewność liczby Reynoldsa

Obliczona liczba Reynoldsa Re(105±19)

---