skan060 (2)

Ćwiczenie nr 7 Str. 2

1. Wstęp teoretyczny

Przesuwanie się warstw cieczy względem siebie napotyka opór zwany tarciem wewnętrznym spowodowany lepkością cieczy. Jeżeli dwie warstwy cieczy odlegle od siebie o dx wykazują stalą różnicę prędkości du, to siła, potrzebna do pokonania tarcia wewnętrznego w myśl wzoru Newtona rówma jest:

F = *7A~    (1)

dx

gdzie: A - pole powierzchni ulegającej przesuwaniu .

r} - w'spółczynik lepkości zwany lepkością dynamiczną

Z równania wynika, że jednostką lepkości jest l[Pa-s]. Obok lepkości dynamicznej rozróżnia się również lepkość kinematyczną:

która jest równa stosunkowi lepkości dynamicznej i} do gęstości p. Odwrotność lepkości nosi nazwę płynności (p:

ę = ~    ■    (3)

1

Ciecze, których lepkość jest w danej temperaturze stała niezależnie od wielkości gradientu prędkości, noszą nazwę ciczy newtonowskich. Lepkość cieczy' na ogół zmienia się znacznie z temperaturą. W miarę wzrostu temperatury, w wyniku zwiększenia się energi kinetycznej cząstek, zmniejszają się siły przyciągania między cząsteczkami, czego efektem jest zmniejszanie się tarcia wewnętrznego. Gazy zachowują się odwrotnie: wraz ze w^rzrostcm ich temperatury rośnie lepkość, gdyż wyrasta liczba zderzeń między' cząsteczkami. Arhenius i Guzman wyrazili zależność lepkości od temperatury w postaci funkcji wykładniczej :

B

77=A-e^RT    (4)

gdzie: A i B - stałe dla danej cieczy R - stała gazow'a T - temperatura bezwzględna

Do analogicznego równania prowadzą teoretyczne rozważania nad lepkością cieczy. Każda cząstka cieczy zajmuje pewne położenie równowagi i nie może przejść do innego położenia równowagi w kierunku przepływu cieczy' dopóty', dopóki nic uzyska odpowiedniej energi zwanej "energią aktywacji lepkości". Cząstki, które mają energię większą od tej wartości, mogą się poruszać między' sąsiednimi cząsteczkami. Liczba tych

LABORATORIUM CHEMII FIZYCZNEI