LabFiz2

#

Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Hoepplera Strona 2 z 5

Płaską deseczkę leżąca na powierzchni cieczy w szerokim, płytkim naczyniu, ciągniemy siłą F, nadając jej stałą prędkość v_Q. Warstwa cieczy przylegająca do deseczki ma prędkość taką samą jak

deseczka, a kolejne, leżące coraz głębiej warstwy, mają prędkości coraz mniejsze. Warstwa cieczy przylegająca do dna jest nieruchoma. Zatem im płytsze naczynie, tym szybciej maleje wraz z głębokością prędkość cieczy.

Z doświadczenia wynika, że wielkość tych zmian powiązna jest z działającą siłą zależnością:

Av

F = Sr?• —

lub ogólniej

dv

dx

S to powierzchnia deseczki,

Av

A* to takzwany gradient prędkości, czyli zmiana wartości prędkości weraz z głębokością x, 7 to współczynnik proporcjonalności pełniący tu rolę współczynnika lepkości dynamicznej Korzystając z powyższego wzoru można wyprowadzić wzór, zwany prawem Poiseuille^

S-TJ-l

Wzór ten podaje, jaka objętość cieczy o współczynniku lepkości 7 przepływa w czasie t przez rurę o promieniu R i długości I, przy różnicy ciśnień na końcach rury Pj-p₂

Korzystając z tego wzoru, można określić wielkość siły tarcia na jakie napotyka ciecz płynąca w rurze z średnią pędkością cząsteczek v_śr w przypadku przepływu laminamego. Siła ta hamuje

prędkość przepływu cieczy. Wzór ten ma postać:

F = 8 ■ 71' T]-r- V_iY

Zlepkością cieczy wiąże się też zjawisko hamowania ruchu ciał poruszających się w lepkiej cieczy. W przypadku gdy ciałem tym jest kulka, poruszająca się na tyle wolno, aby opływ cieczy był laminamy

jak na tym rysunku

http://labor.ps.pl/wfc2.html

2004-10-20