Zespół nr 2 Data 15.03.2002

Iwona Strelcow

Magdalena Wolak

Dominka Bazan

Ćwiczenie nr. 3

Wyznaczanie zależności lepkości cieczy od temperatury.

1.Wstęp

Lepkość (tarcie wewnętrzne )-zjawisko związane z istnieniem sił tarcia miedzy warstwami cieczy , gazu i plazmy , przemieszczającymi się równolegle względem siebie.Tarcie wewnętrzne jest zjawiskiem miedzy cząsteczkowym i polega na oddziaływaniu sąsiednich warstw na siebie w czasie przepływu.Ilościowo lepkość opisuje współczynnik lepkości η , równy wartości siły tarcia miedzy dwoma warstwami cieczy o polach jednostkowym -gradiencie prędkości .Współczynnik η występuje w równaniu Newtona dla lepkości :
gzie :F-siła tarcia pomiędzy warstwami cieczy ,S -powierzchnia warstwy ,
-gradient prędkości warstw w kierunku x prostopadłym do powierzchni warstwy S.Współczynnik lepkości η wyraża się w
lub w
.

Współczynnik lepkości zależy od rodzaju cieczy oraz , bardzo silnie ,od temperatury cieczy

gdzie : A i B -stałe charakteryzujące daną ciecz, T-temperatura w kelwinach.

2. Cele ćwiczenia : wyznaczanie zależności lepkości gliceryny od temperatury przy pomocy metod Hopplera i Ostwalda.

3. Metody pomiaru :

• Metoda Hopplera - oparta na prawie Stokesa , uwzględnia fakt występowania tarcia wewnętrznego w przypadku ruchu w nieruchomej cieczy.

1. Wykonanie pomiaru :

• W wiskozymetrze Hopplera mierzymy prędkość wpływu kulki , opadającej stacjonarnie w ośrodku lepkim.

• Lepkość obliczamy ze wzoru
  

k - stała kulki

t - czas opadania kulki

dk- gęstość kulki

dc- gęstość cieczy

• Równolegle z pomiarami lepkości przeprowadzamy pomiary gęstości cieczy metodą piknometryczną.

• Metoda Ostwalda - Metoda oparta na prawie Hagena - Poiseuille'a , wykorzystuje fakt występowania tarcia wewnętrznego przy przepływie cieczy w rurkach.

2. Wykonanie pomiaru :

• W wiskozymetrze Ostwalda mierzymy czas przepływu stałej objętości cieczy przez kapilarę do zbiornika dolnego.

• Obliczamy względny współczynnik lepkości :
  

ηw - lepkość wody

d - gęstość cieczy

t - czas wpływu cieczy

• przeprowadzany pomiar gęstości gliceryny metodą piknometryczną .

4. Wyniki pomiarów :

- Metoda Hopplera

Nr	T[^C]	czas opadania kulki t[s]	t[s]	 Kg/ms
1	35	170 ; 172	171	2.34
2	40	156 ; 158	157	2.15
3	45	146 ; 145	145.5	1.99
4	50	132 ; 131	131.5	1.80

Obliczenie gęstości gliceryny metodą piknometryczną

m1 - masa naczyńka

m2 - masa naczyńka + masa wody

m3 - masa naczyńka + masa gliceryny

m1 = 10,2680 g

m2 = 25,6604 g

m3 = 26,4327 g

• Metoda Ostwalda
  

Nr	ciecz	czas przepływu [s]	t[s]
1	woda	4,5 ; 4,4 ; 4,5	4,5
2	gliceryna	5 ; 5 ; 5	5

Dane :

5. Opracowanie wyników :

- wykresy zależności lepkości od temperatury jako funkcję
i

Wnioski :

Badając zależność lepkości gliceryny od temperatury , możemy stwierdzić, że współczynnik lepkości zależy od :

• rodzaju cieczy, ponieważ od rodzaju cieczy zależą siły międzycząsteczkowe.

• temperatury - maleje ze wzrostem ruchu termicznego cząsteczek.

Na dokładność pomiarów wpływa :

• obarczone błędem wartości pośrednie.

• niedokładność używanych urządzeń (stoper).

---