Wnioski:

Na błędy w doświadczeniu z naczyniem cylindrycznym mogło wpłynąć to, że kulka szklana poruszała się bardzo szybko, co utrudniało dokładny pomiar czasu. Także ścianki naczynia powodować mogły inny niż być powinien wynik, jako że kulka niekoniecznie musiała opadać dokładnie środkiem naczynia. Bardzo skomplikowane obliczenia do tego doświadczenia sprawiają, że łatwo się pomylić i źle policzyć.

W doświadczeniu z wiskozymetrem Höpplera duży wpływ na wyniki miała bańka powietrza, której nie powinno być w cylindrze. Trudne do wypatrzenia linie na cylindrze także wpływają na niedokładność wyników.

Błędy pomiarowe w obu metodach nie przekraczają 10%, więc ćwiczenie można uznać za wykonane poprawnie. W doświadczeniu przeprowadzonym za pomocą wiskozymetru Höpplera błędy są mniejsze, co świadczy o większej dokładności pomiaru przeprowadzonego tą metodą.

Przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów zbadaliśmy parametry badanego zjawiska tzn. przy pomocy najpierw wagi laboratoryjnej technicznej (pomiar zgrubny), a następnie wagi laboratoryjnej analitycznej (pomiar dokładny) dokonaliśmy pomiaru masy kulek. Dokonaliśmy także pomiaru ich średnicy (przy użyciu śruby mikrometrycznej) oraz gęstości cieczy areometrem. Pomiary średnicy powtórzyliśmy czterokrotnie w celu uzyskania większej dokładności pomiarów.

Na podstawie wyników pomiaru czasu ruchu kulki stwierdziliśmy, iż największą zbieżność współczynnika lepkości uzyskaliśmy dla kulek nr 2 i 3 (h₂ = (0,81 ± 0,03) [N ž s / m²], h₃ = (0,72 ± 0,02) [N ž s / m²]). Mogło to być spowodowane niewielką różnicą w wartości średnicy tych kulek (d₂ = (6,55 ± 0,01) ž 10^-3 m, d₃ = (4,40 ± 0,01) ž 10^-3 m). Współczynnik lepkości wyznaczony dla kulki nr 1 wynosił tylko h₁ = (0,33 ± 0,05) [N ž s / m²] - średnica kulki nr 1 była ponad dwukrotnie większa od średnicy pozostałych kulek. Pomiary czasu ruchu kulek powtarzaliśmy dziesięciokrotnie dla zwiększenia dokładności pomiaru.

Średnia wartość współczynnika lepkości dla cieczy znajdującej się w naczyniu cylindrycznym wyniosła h_śr = (0,62 ± 0,04) [N ž s / m²]. Trzeba przy tym zauważyć, iż pomijamy wpływ ścianek bocznych i wysokości słupa cieczy na ruch kulki, ponieważ: r/R << 1 (R - promień naczynia cylindrycznego, r - promień kulki). Współczynnik lepkości zależy natomiast od gęstości materiału kulki oraz gęstości cieczy.

W drugiej części ćwiczenia zastosowaliśmy metodę Stokesa do wyznaczania współczynnika lepkości w wiskozymetrze Höpplera. W przypadku wiskozymetru nie wyznaczaliśmy parametrów zjawiska, gdyż były one określone stałymi charakterystycznymi dla wiskozymetru.

Po wykonaniu pomiarów czasu ruchu kulki metalowej wewnątrz wiskozymetru (10 pomiarów) stwierdziliśmy, iż uzyskana wartość współczynnika lepkości jest mniejsza niż dla pomiarów w naczyniu cylindrycznym (h = (0,1519 ± 0,0016) [N ž s / m²]. Jest to spowodowane zarówno różnicami w parametrach zjawiska (średnica kulki, gęstość materiału kulki, gęstość cieczy) jak i wpływem ścianek bocznych i wysokości słupa cieczy na ruch kulki (r @ R).

Zgodne jest to ze wzorem na współczynnik lepkości dla takich parametrów:

,

gdzie:

R - promień naczynia,

H - wysokość słupa cieczy,

przy czym element:
występuje tylko dla sytuacji, gdy r @ R.

Wpływ ścianek bocznych oraz wysokości słupa cieczy na współczynnik lepkości jest spowodowany zasadą powstawania zjawiska lepkości (przekazywanie sobie pędu przez sąsiadujące ze sobą warstwy cieczy). Im bliżej ścianki znajduje się poruszająca się powierzchnia kulki (warstwa cieczy przy powierzchni kulki), tym bardziej jest hamowana przez nieruchomą ściankę naczynia (warstwę cieczy przy powierzchni ścianki naczynia).

---