I WST
P 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, dw  gęstość wody, g  przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s2)
Po zapisaniu zależności dla podanych wyżej wzorów można wyprowadzić
wzór na lepkość, który będzie miał postać:
( )
( )
gdzie: l  droga przebyta przez kroplę wody, dp  gęstość parafiny.
II OPRACOWANIE WYNIKÓW
A) Wyznaczenie gęstości parafiny z prawa naczyń połączonych:
hp  20 cm
hp
parafina
hw  16,7 cm
hw
woda
B) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,05mL, długość drogi na której mierzymy czas l=15 cm
Nr I Seria
pomiaru 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
Niepewność pomiaru r:
9 18,81
10 18,69
11 18,88
| | ( ) cm]
12 18,88
13 19,28
14 19,09
"
15 19,03
r = (0,23ą0,05) cm
16 19,41
17 19,22
18 18,82
19 19,47
20 19,65
tśr 19,13
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:
( ) ( )
]
C) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,10 mL, długość drogi na której mierzymy czas l=10 cm
Nr I Seria
pomiaru czas [t]
1 7,38
2 7,50
3 7,78
"
4 7,28
5 7,49
6 7,68
7 7,81
Niepewność pomiaru r:
8 7,35
9 7,74
10 7,78
| | ( ) [cm]
tśr 7,58
"
r = (0,15ą0,06) 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:
( ) ( )
]
D) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,13mL, długość drogi na której mierzymy czas l=15 cm
Nr I Seria
pomiaru czas [t]
1 14,27
2 14,34
3 15,03
"
4 15,05
5 14,68
6 15,65
7 16,12
Niepewność pomiaru r:
8 16,37
9 15,25
10 15,65
| | ( ) cm]
11 15,68
12 16,07
13 15,91
"
14 16,48
r = (0,31ą0,06) cm
15 16,53
16 15,56
17 15,84
18 15,93
19 16,15
20 16,25
tśr 15,64
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:
( ) ( )
]
E) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,14 mL, długość drogi na której mierzymy czas l=15 cm
Nr I Seria
pomiaru czas [t]
1 12,41
2 12,94
3 13,81
"
4 15,16
5 15,10
6 16,22
7 15,72
Niepewność pomiaru r:
8 15,87
9 15,50
10 15,40
| | ( ) cm]
11 16,00
12 16,69
13 16,09
"
14 16,25
r = (0,32ą0,07) cm
15 16,38
16 16,09
17 17,16
18 17,06
19 17,69
20 17,35
tśr 15,82
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:
( ) ( )
]
F) Wyznaczanie współczynnika lepkości:
Objętość kropli wody 0,16 mL, długość drogi na której mierzymy czas l=5 cm
Nr I Seria
pomiaru czas [t]
1 5,59
2 5,56
3 5,35
"
4 5,22
5 5,44
6 5,59
7 5,41
Niepewność pomiaru r:
8 5,81
9 5,59
10 5,78
| | ( ) cm]
11 5,25
tśr 5,51
"
r = (0,34ą0,09) 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:
( ) ( )
]
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 ZAA

CZNIKI
Z1  kopia wyników pomiarowych
Z2  wstępny plan pracy