Wyznaczanie współczynnika lepkości powietrza I. Zagadnienia
- lepkość
- ciśnienie
- prawo Hagena-Poiseuille'a
- rodzaje przepływów (stacjonarny, laminarny, turbulentny)
- manometr cieczowy (zasada pomiaru ciśnienia) II. Przebieg ćwiczenia
1. Odkręcić kranik spustowy butli i ustalić prędkość wypływu, tak aby różnica poziomów wody w ramionach manometru wynosiła ok. 2 cm.
2. Zanotować dokładnie odczytaną różnicę ciśnień.
3. Zmierzyć czas t, w jakim z butli wypłynie 400 ml wody.
4. Uzupełnić poziom wody w butli.
5. Pomiary należy powtórzyć 5 razy.
6. Odczytać temperaturę i ciśnienie powietrza w laboratorium.
III. Opracowanie wyników pomiarów 1. Dla każdego pomiaru obliczyć różnicę ciśnień na końcach manometru.
p
∆ = g
ρ h
∆
gdzie:
ρ - gęstość wody
∆ h - różnica poziomów wody w manometrze 2. Wyznaczyć współczynnik lepkości powietrza η opierając się na prawie Poiseuille’a.
V
1 π ⋅ r 4
=
p
∆
t
η 8⋅ l
3. Obliczyć średnią ważoną współczynnika lepkości.
4. Obliczyć gęstość powietrza:
pµ
ρ =
p
RT
gdzie:
R - stała gazowa
T - temperatura
µ - masa molowa gazu
p - ciśnienie powietrza 5. Obliczyć prędkość przepływu powietrza przez kapilarę: V
v =
p
r 2
π t
6. Obliczyć liczbę Reynoldsa:
ρ v r
p
p
Re =
η
7. Oszacować niepewności wyznaczonych wielkości.
8. Dane kapilary
średnica: 0,4 mm
długość: 117 mm