Sprawozdanie:

Wyznaczenie współczynnika lepkości cieczy

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika lepkości gliceryny oraz oleju silnikowego w oparciu o spadek metalowych kulek w badanej cieczy.

2. Wstęp teoretyczny:

Lepkość  - właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia.

Jednostką lepkości jest:

Lepkość cieczy będziemy obliczać ze wzoru:

Gdzie:

- m - masa kulki

- r - promień kulki

- ρ - gęstość cieczy

- g - przyspieszenie ziemskie

- V_gr - prędkość graniczna kulki

- R - szerokość cylindra w którym znajduje się badana ciecz

W doświadczeniu wyznaczaliśmy lepkość gliceryny i oleju silnikowego, poprzez spuszczanie w rurach wypełnionych badaną cieczą, metalowych kulek o różnych rozmiarach i pomiar czasu ich spadania.

3. Wykonanie doświadczenia:

Pomiar średnicy metalowych kulek używaliśmy śruby mikrometrycznej.

Dokładność pomiaru wyniosła 0,01 mm.

Pomiar masy 8 kulek za pomocą waga analogowej:

Dokładność pomiaru wynosi 0,1 mg.

Masa 8 kulek + bibułka = 1 g 233,5 mg

Masa bibułki = 187 g

Średnia masa kulki = 130,81 mg

Wyznaczamy prędkość graniczną kulek mierząc drogę i czas przebycia tej drogi w ruchu jednostajnym: Na cylindrach zaznaczamy drogę w której kulka porusza się ruchem jednostajnym, mierzymy tą drogę. Następnie wrzucamy kulki do cylindra i mierzymy czas przebycia zaznaczonej drogi.

Pomiary dla gliceryny:

Pomiary dla oleju silnikowego:

Dokładność pomiaru czasu: 0,01 s

Dokładność pomiaru długości przebytej drogi: 0,001 m

Średnica rury z gliceryną: d = 28,4 mm

Średnica rury z olejem silnikowym: d = 28,1 mm

Średni promień kulki:

Promień rury z gliceryną:

Promień rury z olejem silnikowym:

Podstawiając do wzoru na lepkość:

4. Niepewności pomiarów:

Niepewność pomiaru lepkości dla danych cieczy obliczamy ze wzoru:

Podstawiając do wzoru:

5. Wnioski:

Zapisane wyniki pomiarów pozwoliły nam wyznaczyć współczynniki lepkości gliceryny i oleju silnikowego. Niedoskonałości pomiaru współczynników lepkości wynikają z faktu, że kulki nie zawsze poruszały się dokładnie po osi cylindrycznego naczynia. Dodatkowa rozbieżność uwarunkowana jest niedokładnością pomiaru czasu spadania kulek.

---