WICZENIE2 6 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki, Laborki sprawozdania, FIZYKA LABORATORIUM


Politechnika Śląska

Wydział Elektryczny

Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja

Semestr 2, grupa T2

Sprawozdanie ćwiczenia :

Wyznaczanie współczynnika lepkości powietrza.

Sekcja IX

Kożuszek Aleksandra

Wojcik Grzegorz

  1. Wstęp teoretyczny.

Lepkość, zwana też tarciem wewnętrznym, odgrywa istotną rolę podczas przepływu cieczy przez przewody. Siła tarcia wewnętrznego (wynikająca z przenikania cząstek płynu z jednej warstwy do drugiej i przenoszenia przez te cząstki pewnego pędu ) powoduje wprawienie w ruch warstewek cieczy .

0x01 graphic

Współczynnik lepkości jest liczbowo równy sile z jaką trą o siebie dwie warstewki cieczy o powierzchni 0x01 graphic
przesuwające się względem siebie z gradientem prędkości 0x01 graphic
.

Ruch cząsteczek gazu jest ruchem chaotycznym. Ponieważ w gazach można zaniedbać siły oddziaływania wzajemnego cząsteczek, ich ruch cieplny odbywa się ze stałą prędkością aż do chwili zderzenia z inną cząsteczką. W wyniku tego zderzenia zmienia się raptownie kierunek i wartość prędkości cząsteczki. Do opisu zachowania się cząsteczek można stosować jedynie prawa statystyczne, co oznacza że musimy posługiwać się pojęciem średniej drogi swobodnej, średniej liczby zderzeń itp. Oznacza to też, że w każdym z możliwych kierunków porusza się średnio taka sama liczba cząsteczek. średnią prędkość poruszania się cząsteczek gazu można obliczyć stosując prawo rozkładu prędkości cząsteczek podane przez Maxwella Odpowiedni rachunek prowadzi do wzoru: 0x01 graphic
, gdzie T jest temperaturą gazu, µ jego masą molową, R uniwersalną stałą gazową. Jak widać średnia prędkość cząsteczek zależy od temperatury i rodzaju gazu.

Droga zaś jaką przebywa cząsteczka zależy od współczynnika lepkości gazu, gęstości gazu i średniej prędkości cząsteczek tego gazu:

0x01 graphic

Celem ćwiczenia jest wyliczenie współczynnika lepkości powietrza. Dokonujemy tego na układzie złożonym z butli z wodą, rurki kapilarnej oraz układu osuszającego. Wykorzystując prawo Hagena-Poiseuille`a możemy badając zmianę ciśnienia uzależnić jego zmianę od różnicy poziomów cieczy manometrycznej h i gęstości cieczy.

  1. Przebieg ćwiczenia .

Do wyznaczenia współczynnika lepkości powietrza wykorzystujemy kapilarę. W tym celu:

DANE PRZYRZĄDU:

Promień rurki kapilarnej r = 0x01 graphic
m.

Długość rurki kapilarnej l = 0x01 graphic
m.

Temperatura otoczenia T = 296 0x01 graphic

Dokładność skali termometru ΔT = 0.1 0x01 graphic

Ciśnienie atmosferyczne p = 0x01 graphic
Pa

Objętość wody V = 400 0x01 graphic

Błąd pomiaru objętości ΔV = 10x01 graphic

Błąd różnicy poziomów Δh = 2mm

Błąd czasu wypływu Δτ = 1s

  1. Tabela pomiarowa:

Lp.

Czas wypływu t [s]

Różnica poziomów h [cm]

1

7.41

3

2

8.04

3

3

8.19

3

4

7.58

3

5

7.45

3

6

7.28

3

7

7.37

3

8

7.25

3

9

7.32

3

  1. Obliczenia:

0x01 graphic

gdzie: -pw - gęstość wody (w danej temperaturze)

-g - przyspieszenie ziemskie 9.810x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
.

Współczynnik lepkości i błąd są dla pozostałych danych obliczane tak samo jak dla pomiaru pierwszego.

lp.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1

1,09

7,49

-0,404

27

2

1,75

8,38

0,256

17,1

3

1,65

7,47

0,156

10,44

4

1,50

7,94

0,006

0,4

5

1,37

7,98

-0,124

8,3

6

1,20

8,04

-0,294

19,6

7

1,77

7,88

0,276

18,4

8

1,44

7,96

-0,054

3,6

9

1,50

7,94

0,006

0,4

10

1,67

7,90

0,176

11,7

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie błędu bezwzględnego pomiaru :

0x01 graphic

0x01 graphic

Dla pozostałych pomiarów błąd bezwzględny jest liczony tak samo.

Obliczanie błędu względnego pomiaru.

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie średniej ważonej współczynnika lepkości powietrza oraz błąd jego wyznaczania.

0x01 graphic

lp

0x01 graphic

0x01 graphic

1

0,404

1,78

2

0,256

1,42

3

0,156

1,79

4

0,006

1,59

5

0,124

1,57

6

0,294

1,55

7

0,276

1,61

8

0,054

1,58

9

0,006

1,59

10

0,176

1,60

"Wagę" 0x01 graphic
liczymy ze wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczenie średniej ważonej ze wzoru:

0x01 graphic

Obliczanie błędu średniej ważonej współczynnika lepkości powietrza:

0x01 graphic

0x01 graphic
średnia ważona.

Obliczanie średniej drogi swobodnej cząstek powietrza.

Wyznaczanie gęstości powietrza 0x01 graphic
i średniej prędkości 0x01 graphic
cząsteczki powietrza .

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie błędu wyznaczenia gęstości powietrza (a) i prędkości średniej (b) :

  1. 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczanie średniej drogi swobodnej cząstek powietrza.

0x01 graphic

Dla pozostałych pomiarów obliczenia przeprowadzamy analogicznie.

Obliczenia średniej efektywnej cząstek powietrza.

0x01 graphic

lp

0x01 graphic

0x01 graphic

1

6,11

3,92

2

9,81

3,09

3

9,25

3,19

4

8,41

3,34

5

7,68

3,50

6

6,73

3,74

7

9,92

3,08

8

8,07

3,42

9

8,41

3,35

10

9,36

3,17

Śr

8,37

3,38

Obliczanie błędów wyznaczania średniej drogi swobodnej (a) i błędu średnicy cząstki powierza (b).

a) 0x01 graphic

0x01 graphic

b)

0x01 graphic

lp

0x01 graphic

0x01 graphic

1

4,53

15,60

2

5,23

9,07

3

4,69

8,95

4

4,91

10,66

5

4,89

12,09

6

4,87

14,55

7

4,95

8,52

8

4,90

11,31

9

4,91

10,7

10

4,93

9,21

Śr

4,88

11,07

0x01 graphic

3.Wnioski:

Błędy w przeprowadzonym ćwiczeniu były spowodowane niedoskonałością wzroku ludzkiego oraz refleksem, bowiem stoper był wyłączany ręcznie. Ponadto woda wlewająca się do menzurki sprawiała że powierzchnia wody ciągle się zmieniała co miało wpływ na odczyt i czas zatrzymania stopera. Otrzymane wartości współczynnika lepkości odpowiadają wartościom podanych w tabelach fizycznych.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
WICZENIE12 4 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
WICZENIE3 7 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki, L
WICZENIE10 2 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
WICZENIE5 9 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki, L
WICZENIE9 1 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
WICZENIE1 5 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki, L
WICZENIE8 12 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
WICZENIE8 12 F 2, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki
WICZENIE6 10 F, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
Lepkość-sciaga, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
Nr ćwiczenia5 moje, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, labor
[4]tabelka, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki, labo
[8]konspekt new, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki,
FIZYK~47, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, laborki, Fizyka
3 W LEPKO CIECZY, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, labor
[3]opracowanie v1.0, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, labo
kospekt12, Elektrotechnika AGH, Semestr II letni 2012-2013, Fizyka II - Laboratorium, 12 Wyznaczanie

więcej podobnych podstron