Ćwiczenie nr 9

Temat: Wyznaczanie współczynnika lepkości metodą wypływu.

Literatura:

1. B. Jaworski, A. Dietłaf, L. Miłkowska, G. Siergiejew, Fizyka t.1 PWN, Warszawa 1976

2. B. Jaworski, A.A. Piński, Elementy fizyki, t.1 PWN Warszawa 1977

3. J.L. Kacperski, K. Niedźwiedziuk, I Pracowwnia fizyczna - wybrane zagadnienia PWN Łódź 1972

4. L. Landau, L. Lifszyc, Mechanika ośrodków ciągłych PWN Warszawa 1958

5. R. Resnick, D. Halliday Fizyka t. 1 Warszawa 1976

6. Sz. Szczeniowski Fizyka doświadczalna cz. 1 PWN Warszawa 1967.

7. R. Wyrzykowski, Podstawy teorii mechaniki ośrodków ciągłych WSP Rzeszów 1972.

ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE:

1. Własności stanu ciekłego.

2. Zjawisko tarcia wewnętrznego cieczy. Współczynnik lepkości.

3. Charakterystyka przepływu cieczy. Rodzaje przepływu. Liczba Reynoldsa.

4. Przepływ cieczy lepkiej przez rurę. Równanie Hagena- Poiseuiile'a.

5. Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą wypływu przez kapilarę.

ZADANIA EKSPERYMENTALNE:

1. Zbadać zależność wysokości h słupa cieczy w cylindrze od czasu t h=h (t),

gdy ciecz wypływa z cylindra przez poziomą kapilarę. Wyznaczyć współczynnik lepkości cieczy.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

1. Na pionowym cylindrze zaznaczyć ołówkiem kreski w odstępach co 5 cm poczynając od środka poziomego otworu wylotowego. Za pomocą katetometru znaleźć odległości pomiędzy kolejnymi kreskami (licząc od góry), a poziomem otworu wylotowego: h₀, h₁, h₂ itd.

2. Koniec kapilary otoczony gumowym korkiem założyć do otworu wylotowego cylindra. Drugi koniec kapilary zamknąć gumową zatyczką.

3. Napełnić cylinder badaną cieczą (wodą destylowaną). Pod rurką kapilarną umieścić wanienkę. Wyjąć gumowa zatyczkę. Skorygować położenie wanienki, tak, by wpadał do niej strumień cieczy wypływającej z kapilary.

W chwili gdy lustro cieczy w cylindrze osiągnie poziom wybrany jako

h₀włączyc sekundomierz. Zanotować czasy w których lustro cieczy osiąga

kolejno wysokości h₁ h₂ h₃ ... aż do wysokości 25-30 cm nad poziomem

otworu wylotowego. Trzeba uzyskać 8-11 punktów pomiarowych dla

zbadania zależności h=h (t). Wyniki pomiarów umieścić w tabeli.

L.p.	t (s)	h (m)	ln (h/h0)
1.	0	h=	0
2.

4. Wykonać wykres zależności wysokości słupa cieczy w cylindrze od czasu h=h (t).

5. Wykreślić zależność h=h (t) w układzie współrzędnych (t, ln (h/h₀). Znaleźć współczynnik a nachylenia prostej wykresu najlepiej metodą Gaussa.

6. Obliczyć współczynnik lepkości ze wzoru:

gdzie:

ρ- gęstość cieczy

g- przyspieszenie ziemskie

r- promień kapilary r=(5,80±0,03) ^. 10^-4 m

l- długość kapilary l= (12,96±10,01)^. 10^-2 m

d-średnica cylindra d= (3,620 ±0,005) . 10-2 m

---