Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej AGH
Rok akademicki: 2003/2004 Rok studiów: II Kierunek studiów: Metalurgia Nr grupy: 4	Temat: Lepkość	Data wykonania ćwiczenia: 5.12.2003
Nr zespołu: 11	Pastucha Krzysztof Papierz Grzegorz	Ocena

1. Oznaczanie lepkości względnej wodnych roztworów gliceryny przy pomocy wiskozymetru Oswalda.

Przyrządy i odczynniki:

• Wiskozymetr Oswalda

• Statyw metalowy, palnik, siatka, trójnóg, termometr, stoper

• Zlewka 500 cm³

• Zlewka 100cm³

• Pipeta 10cm³

• Gruszka gumowa

• Woda destylowana (d=0.9982 g/cm³)

• 60% roztwór gliceryny (d=1.1533g/cm³)

• 70 % roztwór gliceryny (d=1.1808g/cm³)

• 80% roztwór gliceryny (d=1.2079g/cm³)

Wykonanie pomiaru:

Przemyty wodą destylowaną wiskozymetr Oswalda, umocowaliśmy w statywie, następnie za pomocą pipety przelaliśmy 10cm³ wody destylowanej do dolnego zbiorniczka. Za pomocą gruszki gumowej zassaliśmy wodę destylowaną do górnego zbiorniczka ponad 2 cm nad górny poziom. Po odłączeniu gruszki gumowej ciecz zaczęła opadać,zmierzyliśmy czas opadania pomiędzy górną kreską a dolną w górnym zbiorniczku. Czynność tę powtórzyliśmy 3 razy. Analogicznie postępowaliśmy z gliceryną notując czasy opadania.

Woda destylowana d=0.9982 g /cm³

1. 50,62s

2. 51,36s

3. 51,08s

średnia 51,02s

δt_x­ =0,2129s

Gliceryna 60% d=1.1533g/cm³

1. 816s

2. 800s

średnia 808s

δt_x­ =4,6188s

Gliceryna 70% d=1.1808 g/cm³

1. 1050s

2. 1028s

średnia 1039s

δt_x­ =6,3508s

Gliceryna 80% d=1.2079 g/cm³

1.1170s

średnia 1170s

δt_x­ =0,98823s

0,7

0,96

η'₁=1,1533*808/0,9982*51,02

η'₁=18,29

d_x - gęstość badanej cieczy(gliceryna 60% .. 80%)

t_x - czas opadania badanej cieczy pomiędzy górną a dolną kreską

d₀ - gęstość cieczy wzorcowej (woda destylowana)

t₀ - czas opadania cieczy wzorcowej

' - lepkość względna cieczy badanej

_x - lepkość bezwzględna

_  lepkość cieczy wzorcowej

Ciecz	tśr [s]	' [Pa∙s]	δ'	x [Pa∙s]
Woda destylowana	51,02	1	0	0,001
60% roztwór gliceryny	808	18,29	0,7	0,001829
70% roztwór gliceryny	1039	23,52	0,96	0,02352
80% roztwór gliceryny	1170	26,49	0,15	0,02649

Dla x=100 wartość lepkości będzie równa około 102 [Pa*s]

2. Oznaczanie lepkości względnej roztworów sacharozy za pomocą wiskozymetru Englera

Przyrządy i odczynniki:

• Wiskozymetr Englera

• cylinder miarowy 300cm³

• zlewka 500cm³

• 20% roztw. Sacharozy d=1.0894 g/cm³

• 40% roztw. Sacharozy d=1.1765 g/cm³

• 60% roztw. Sacharozy d=1.2864 g/cm³

Wykonanie pomiaru:

Do suchego wiskozymetru nalaliśmy taką ilość wody destylowanej, aby widoczne haczyki były przykryte (ponad 200cm³), następnie mierzyliśmy czas wypłynięcia 200cm³ wody przez kapilarę. Czynność tę wykonaliśmy 3 razy. Tak samo postępowaliśmy z sacharozą (20%, 40%, 60%) notując czasy.

Woda destylowana

1. 55,5s

2. 52,2s

3. 53s

średnia 53,6s

δt_x­ =0,98s

Sacharoza 20%

1. 60,4s

2. 61s

3. 60,5s

średnia 60,63s

δt_x­ =0,2076s

Sacharoza 40%

1. 80,4s

2. 81s

3. 80,9s

średnia 80,77s

δt_x­ =0,0187s

Sacharoza 60%

1. 295s

2. 291,6s

3. 284,5s

średnia 290,37s

δt_x­ =3,093s

t_x - czas wypływu 200cm³ badanej cieczy [s]

t_H2O- czas wypływu 200 cm³ wody

0,018

0,033

0,01

Ciecz	Średni czas wypływu [s]	δtx	Lepkość  [^0E]	δ [^0E]
Woda destylowana	53,06	0,98	1	0,018
20% roztwór sacharozy	60,63	0,21	1,13	0,033
40% roztwór sacharozy	80,77	0,19	1,51	0,023
60% roztwór sacharozy	290,37	3,09	5,41	0,012

3. Oznaczanie lepkości oleju mineralnego za pomocą lepkościomierza Höpplera

Przyrządy i odczynniki:

• Wiskozymetr Höpplera,

• stoper,

• olej mineralny (d=0.928g/cm³)

Wykonanie pomiaru:

Wypoziomowany lepkościomierz Höpplera napełniliśmy olejem o T=294 K. Następnie mierzyliśmy czas opadania kulki pomiędzy dwoma kreskami. Czynność tę wykonaliśmy 3 razy. Tak samo postępowaliśmy z olejem o temperaturze 310 K i 345 K.

T₁=294K

1. 104 s

2. 104 s

3. 104,9 s

średnia 104,3 s

T₃=310 K

1. 41,4 s

2. 41,1 s

3. 41,4 s

średnia 41,3 s

T₃=345 K

4. 9,4 s

5. 9,8 s

6. 9,6 s

średnia 9,6 s

K - stała charakterystyczna dla kulki i wiskozymetru

d_k - gęstość kulki = 8.146 g/cm³

d_c - gęstość cieczy = 0.9028 g/cm³

K = 1.1947

Temperatura oleju [K]	t [s]	δt [s]	 [Pa∙s] ∙10^-3	δ
294	104,3	0,3	902,5	2,60
310	41,3	0,1	357,36	0,87
345	9,6	0,1	83,07	0,87

ln η = ln A + (En/R*T)

y = ax + b

a = En/R b = ln A

e^b = A

Temperatura (T)	Lepkość (η)	x (1/T)
294	902,5	0,00340
310	357,36	0,00323
345	83,07	0,0029

Wyznaczenie E
.

R = 8,314 J/mol∙K

Z wykresu ln
(1/T) odczytujemy równanie prostej i obliczamy energie aktywacji:

E
= 39193,86 [J/mol]

A = 2,33*10^-5

Wnioski:

Z doświadczeń jakie przeprowadziliśmy wywnioskować można, że lepkość wraz ze wzrostem temperatury maleje. Można zauważyć też, że wraz ze wzrostem stężenia lepkość rośnie
(w przypadku sacharozy i gliceryny).

5