1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia jest zapoznanie z metodami badań gęstości cieczy, materiałów stałych i sypkich oraz z metodami badań lepkości cieczy.
2. Opis stanowiska badawczego
Stanowisko badawcze zawiera niezbędne do wykonania ćwiczenia urządzenia:
- naczynie pomiarowe,
- waga laboratoryjna,
- cylinder miarowy,
- lepkościomierz Höpplera,
- stoper,
- zestaw do oznaczania gęstości nasypowej,
- waga hydrostatyczna,
- piknometr,
- suwmiarka,
- aerometr.
Materiały do badań:
- roztwory gliceryny i chlorku sodu,
- proszki metali,
- bryły: z mosiądzu, aluminium, teflonu, plexi, PE itp.
3. Przebieg realizacji eksperymentu
Przy pomocy dostępnych metod badania lepkości i gęstości cieczy określiłem lepkość badanych substancji. Do dyspozycji miałem przygotowane wcześniej roztwory o stężeniach zadanych przez prowadzącą zajęcia. Lepkość będzie badana przy pomocy lepkościomierza Höpplera oraz aerometru.
η = K * (dk−dc) * t
K - stała kulki,
dk - gęstość kulki,
dc - gęstość badanego roztworu gliceryny (chlorku sodu) metodą areometryczną,
t - czas opadania kulki.
η = v * d
η - lepkość dynamiczna
v - lepkość kinematyczna
d - gęstość badanego roztworu
Przy pomocy dostępnych metod badania gęstości cieczy i ciał stałych określiłem gęstość badanych substancji.
Na początku przygotowałem roztwory gliceryny i chlorku sodu o stężeniach zadanych przez prowadzącą zajęcia. Gęstość cieczy będzie badana za pomocą piknometru, którego objętość określiłem przy użyciu wody destylowanej.
Gęstość ciał stałych określiłem przy użyciu dwóch metod. Pierwsza z nich polega na zmierzeniu suwmiarką wymiarów danej próbki i na podstawie tych danych obliczyłem objętość próbki. Druga metoda – hydrostatyczna, polega na określeniu objętości próbki na podstawie pomiaru objętości wypartej cieczy z naczynia podczas badania. Następnie obie próbki zważyłem na wadze analitycznej i obliczyłem gęstość bezwzględną próbki. Porównałem oba wyniki i określiłem dokładność każdej z metod.
4. Zestawienie i analiza wyników badań
a) Lepkość i gęstość chlorku sodu i gliceryny:
Dane kulki:
Stała kulki: K = 1,047 * 10-5 [Pa*cm3/g],
Gęstość kulki: ρk = 2,41 [g/cm3],
Średnica kulki: Ø = 15,8 mm
Dane piknometru:
Objętość : 25 ml
Waga: 16 g
Nazwa roztworu | Stężenie [%] |
Temperatura T [°C] |
Czas opadania kulki t [s] |
Gęstość [kg/m3] |
Lepkość dynamiczna [mPas] |
Lepkość kinematyczna [m2/s] |
---|---|---|---|---|---|---|
Gliceryna | 5 | 20 | 1 m 54 s | |||
Gliceryna | 10 | 20 | 2 m 07 s | |||
Gliceryna | 15 | 20 | 2 m 32 s | |||
Chlorek sodu | 5 | 20 | 1 m 41 s | |||
Chlorek sodu | 10 | 20 | 1 m 46 s | |||
Chlorek sodu | 15 | 20 | 2 m 09 s |
5. Wnioski