I WSTĘP TEORETYCZNY
Lepkość jest właściwością płynów charakteryzującą ich tarcie wewnętrzne
wynikające z przesuwania się względem siebie warstw płynu. Wyliczyć można ją korzystając
z prawa Stokesa, które ma postać:
⃗ ⃗
Aby wyliczyć lepkość cieczy, z biurety z wodą destylowaną spuszcza się kroplę wody o
wyznaczonym promieniu, i mierzy się czas, w którym przebędzie ona ustalona wcześniej
drogę. Lepkość wylicza się następnie zapisując równanie działających na kulkę sił w czasie
gdy jest ona w cieczy. Na kulkę tę działają następujące siły:
⃗ (
)
Gdzie:
- siła tarcia,
– lepkość, - prędkość, – promień walca (naczynia z parafiną), n –
stała wyznaczana eksperymentalnie,
- siła wyporu, r - promień kulki,
- siła
grawitacji, d
w
– gęstość wody, g – przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s
2
)
Po zapisaniu zależności
dla podanych wyżej wzorów można wyprowadzić
wzór na lepkość, który będzie miał postać:
(
)
(
)
gdzie: l – droga przebyta przez kroplę wody, d
p
– gęstość parafiny.
II OPRACOWANIE WYNIKÓW
A) Wyznaczenie gęstości parafiny z prawa naczyń połączonych:
h
p
– 20 cm
h
w
– 16,7 cm
woda
parafina
h
w
h
p
B) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,05mL, długość drogi na której mierzymy czas l=15 cm
√
Niepewność pomiaru r:
|
|
(
)
cm]
√
r = (0,23±0,05) cm
Średni czas spadania kropli wyliczono ze wzoru na średnią arytmetyczną.
Niepewność średniego czasu spadania wyliczono ze wzoru:
[s]
Lepkość obliczono ze wzoru:
(
)
] ]
Niepewność pomiaru lepkości obliczono ze wzoru:
(
)
(
)
]
Nr
pomiaru
I Seria
czas [t]
1
20,15
2
19,28
3
19,75
4
19,28
5
18,35
6
18,53
7
18,72
8
19,22
9
18,81
10
18,69
11
18,88
12
18,88
13
19,28
14
19,09
15
19,03
16
19,41
17
19,22
18
18,82
19
19,47
20
19,65
t
śr
19,13
C) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,10 mL, długość drogi na której mierzymy czas l=10 cm
√
Niepewność pomiaru r:
|
|
(
)
[cm]
√
r = (0,15±0,06) cm
Średni czas spadania kropli wyliczono ze wzoru na średnią arytmetyczną.
Niepewność średniego czasu spadania wyliczono ze wzoru:
[s]
Lepkość obliczono ze wzoru:
(
)
] ]
Niepewność pomiaru lepkości obliczono ze wzoru:
(
)
(
)
]
Nr
pomiaru
I Seria
czas [t]
1
7,38
2
7,50
3
7,78
4
7,28
5
7,49
6
7,68
7
7,81
8
7,35
9
7,74
10
7,78
t
śr
7,58
D) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,13mL, długość drogi na której mierzymy czas l=15 cm
√
Niepewność pomiaru r:
|
|
(
)
cm]
√
r = (0,31±0,06) cm
Średni czas spadania kropli wyliczono ze wzoru na średnią arytmetyczną.
Niepewność średniego czasu spadania wyliczono ze wzoru:
] [s]
Lepkość obliczono ze wzoru:
(
)
] ]
Niepewność pomiaru lepkości obliczono ze wzoru:
(
)
(
)
]
Nr
pomiaru
I Seria
czas [t]
1
14,27
2
14,34
3
15,03
4
15,05
5
14,68
6
15,65
7
16,12
8
16,37
9
15,25
10
15,65
11
15,68
12
16,07
13
15,91
14
16,48
15
16,53
16
15,56
17
15,84
18
15,93
19
16,15
20
16,25
t
śr
15,64
E) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,14 mL, długość drogi na której mierzymy czas l=15 cm
√
Niepewność pomiaru r:
|
|
(
)
cm]
√
r = (0,32±0,07) cm
Średni czas spadania kropli wyliczono ze wzoru na średnią arytmetyczną nie uwzględniając
wyników przekreślonych w tabeli.
Niepewność średniego czasu spadania wyliczono ze wzoru:
] [s]
Lepkość obliczono ze wzoru:
(
)
] ]
Niepewność pomiaru lepkości obliczono ze wzoru:
(
)
(
)
]
Nr
pomiaru
I Seria
czas [t]
1
12,41
2
12,94
3
13,81
4
15,16
5
15,10
6
16,22
7
15,72
8
15,87
9
15,50
10
15,40
11
16,00
12
16,69
13
16,09
14
16,25
15
16,38
16
16,09
17
17,16
18
17,06
19
17,69
20
17,35
t
śr
15,82
F) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,16 mL, długość drogi na której mierzymy czas l=5 cm
√
Niepewność pomiaru r:
|
|
(
)
cm]
√
r = (0,34±0,09) cm
Średni czas spadania kropli wyliczono ze wzoru na średnią arytmetyczną.
Niepewność średniego czasu spadania wyliczono ze wzoru:
]
Lepkość obliczono ze wzoru:
(
)
] ]
Niepewność pomiaru lepkości obliczono ze wzoru:
(
)
(
)
]
Nr
pomiaru
I Seria
czas [t]
1
5,59
2
5,56
3
5,35
4
5,22
5
5,44
6
5,59
7
5,41
8
5,81
9
5,59
10
5,78
11
5,25
t
śr
5,51
Obliczenie wartości współczynnika n dla dwóch skrajnych wielkości kropli:
(
)
(
)
(
)
(
)
III PODSUMOWANIE:
Tablicowa wartość lepkości dla parafiny plasuje się pomiędzy 0,11-0,23 Pa*s. Nie
wszystkie z wyliczonych wartości lepkości dla parafiny, uwzględniając przedział niepewności
wyniku mieszczą się w tym zakresie. Niektóre nieznacznie poza niego wykraczają. Przyczyną
może być za mała czystość parafiny, błędy w odczycie czasu na stoperze, lub niejednakowa
wielkość spuszczanych kropel.
IV BIBLIOGRAFIA
http://www.amara.pl/uploads/catalogerfiles/parafina-ciekla/parafina_ciekla.pdf
http://pl.wikipedia.org/wiki/Lepko%C5%9B%C4%87
Andrzej Magiera I Pracownia Fizyczna
V ZAŁĄCZNIKI
Z1 – kopia wyników pomiarowych
Z2 – wstępny plan pracy
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
m16 e id 275042 Nieznany
Instrukcja do karabinu M16 OPERATOR MANUAL M16 AND M16A1
m16, biologia uj, biologia II, fizyka
M16 i M17 MGŁAWICE ORZEŁ i OMEGA
m16 och
M16
ćwicz m16
M16 M203 readme M16 3
m16 fizyka
m1 i m16
Armscor M16 R M1600 R
m16
M16 EXEL
M16
więcej podobnych podstron