Nr. Ćw. 107 |
Data 01.03.2007 r. |
Radosław Kęska |
WFT |
Sem II |
Gr. |
Prowadzący: dr P. Ziobrowski |
Przygotowanie: |
Wykonanie: |
Ocena: |
WYZNACZANIE ZALEŻNOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI OD TEMPERATURY.
We wszystkich płynach rzeczywistych (cieczach i gazach) przy przesuwaniu jednej warstwy względem drugiej występują siły tarcia. Od strony warstwy poruszającej się szybciej względem drugiej, zostaje spowalniana. Zaś od strony warstwy wolniejszej, druga warstwa(szybsza) przyśpiesza pierwszą. Są to siły tarcia wewnętrznego, skierowane stycznie do powierzchni warstw.
-siła tarcia wewnętrznego lub inaczej siła lepkości jest tym większa i, większe jest pole powierzchni styku oraz im wiekszy jest gradient prędkości prostopadłej do ruchu(
).
Gradient prędkości jest graniczną wartością stosunku
dla
. Wielkość
- współczynnik tarcia wewnętrznego lub współczynnik lepkości - zależy od rodzaju cieczy.
lub
.
Lepkość cieczy w naczyniu zależy w dużym stopniu od temperatury:
w cieczach wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje,
w gazach wraz ze wzrostem temperatury lepkość rośnie.
Występuje także zjawisko nadpylności - zjawisko braku lepkości np. hel wykazuje takie właściwości w temperaturze 2K.
Lepkość cieczy powoduje, ze ciało w cieczy porusza się ruchem jednostajnym (z wyjątkiem odcinka początkowego, gdzie siły dążą do wyrównania się).
Ruch ten opisał Stokes. Przy małych V, gdy nie powstają wiry,
jest zależna bezpośrednio od lepkości cieczy. Warstwa przylegająca do ciała przylepia się i unosi razem z ciałem. Następnie kolejne warstwy przylepiają się do następnych ale poruszają się z mniejszą prędkością.
r - promień ; v - prędkość kulki.
- gęstość kulki ; g - przyśpieszenie ziemskie.
- gęstość cieczy.
Jest to słuszne gdy jest to ruch w ośrodku o nieograniczonej szerokości i gdy kulka porusza się ruchem laminarnym. Gdy ruch odbywa się w cylindrze o
to występuje wzrost siły tarcia ( przez ścianki naczynia).
gdzie n - jest pewną stałą i
podstawiając do wcześniejszego równania gdzie F=0 otrzymujemy:
niech
to
;
K- stała przyrządu wyznaczona doświadczalnie z pomiaru dla cieczy o znanym współczynniku lepkości.
Temperatura [0C] |
czas I próby[s] |
czas II próby[s] |
czas III próby[s] |
średni czas z prób[s] |
współczynnik lepkości[kg/(ms)-1 |
współczynnik lepkości gliceryny w temperaturze 200C |
K |
gęstość kulki [kg/m3] |
gęstość cieczy [kg/m3] |
20 |
63 |
64 |
64 |
63,67 |
49,4 |
49,4 |
0,1181 |
7,83 |
1,26 |
23 |
50 |
49,5 |
49,8 |
49,77 |
38,61476 |
|
|
|
|
26 |
42,5 |
42 |
42,3 |
42,27 |
32,79539 |
|
|
|
|
29 |
34 |
33,2 |
32,8 |
33,33 |
25,86387 |
|
|
|
|
32 |
27,5 |
27 |
26,9 |
27,13 |
21,05319 |
|
|
|
|
35 |
22,1 |
22,1 |
21,9 |
22,03 |
17,09602 |
|
|
|
|
38 |
18,1 |
17,8 |
17,7 |
17,87 |
13,86304 |
|
|
|
|
41 |
14,2 |
13,5 |
13,5 |
13,73 |
10,65592 |
|
|
|
|