Opis metody pomiaru:
Przy małych prędkościach przepływu płynu przez rurki o małych średnicach mamy do czynienia z przepływem laminarnym (warstwowym). Przykładem takiego zjawiska może być wypływ cieczy z naczynia przez kapilarę umiejscowioną w jego dolnej części. Jeżeli zapewni się stałą wysokość słupa cieczy, czyli stałe ciśnienie hydrostatyczne, dzięki któremu następuje wypływ, wówczas prędkość z jaką płynie ciecz przez rurkę jest stała. Objętość cieczy V zbieranej w zlewce ( a więc i jej masa m ) jest tym większa, im dłuższy jest czas jej wypływu t. Zależy ona także od współczynnika lepkości cieczy i promienia kapilary r.
Aby zapewnić stałą wysokość słupa cieczy h używa się butelki Mariotte'a. Wyrażenie na wartość współczynnika lepkości otrzymuje się z wzoru Poiseuille'a i ma ono postać:
gdzie:
r - promień wewnętrzny kapilary
l - długość kapilary
ρ - gęstość cieczy
h - wysokość słupa cieczy
t - czas wypływu cieczy
mzc - masa zlewki z cieczą
mz - masa zlewki
g - przyspieszenie ziemskie.
Obliczenia:
Rachunek błędów:
Wynik końcowy:
Dyskusja wyników:
Wartość tablicowa współczynnika lepkości wody w temperaturze 298K wynosi
.
Różnica pomiędzy wartością tablicową, a wyliczoną mieści się w granicach błędu pomiaru. Zastosowana metoda pomiaru współczynnika lepkości pozwala na otrzymanie wyniku z dużą dokładnością. Na niedokładność pomiaru mogły mieć wpływ następujące czynniki:
błąd pomiaru wysokości słupa cieczy h (podczas ubywania cieczy na końcu wylotu rurki w butli Mariotte'a tworzył się bąbelek powietrza co było przyczyną niestałej różnicy ciśnień na końcach rurki kapilarnej).
błąd pomiaru długości rurki kapilarnej.
błąd pomiaru czasu.
błąd pomiaru masy.
Dokładność pomiaru można by zwiększyć, używając większej butli Mariotte'a, dłuższej rurki kapilarnej i wydłużając czas trwania doświadczenia.