10755

2. Metoda pomiaru

• Wyznaczanie współczynnika lepkości dynamicznej rj na podstawie prawa Stokesa

Przyjmijmy, że w a oczy lepkiej, dla której Re «1, spada z niewielką prędkością v kulka. Spadająca kulka pociąga za sobą, z powodu istnienia sil międzycząsteczkowych, sąsiadujące z kulką waistwy cieczy Układ warstw cieczy ślizgających się po sobie posiada różne prędkości. Kulka razem z warstewką cieczy do niej przylegającą doznaje dna!ama siły oporu lepkiego F» Oprócz siły oporu F₀ na spadającą kulkę działają siła ciężkości G oraz siła wyporu P, dana prawem Archimedesa.

Wartość siły oporu F₀ zależy od wielkości i kształtu poruszającego się ciała, od prędkości v ciała oraz od rodzaju cieczy, w której dało porusza się. Dla kulki o promieniu r, jest ona określona prawem Stokesa:

F₀= 6jnifv

Można wykazać, że po pewnym czasie ustali się mchjednostajny kulki Zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona mamy:

G + P + F„ = 0

fpr³r,g- jprr,g- fy>/in = 0 _h_ -(^rr r,)gr 9r

Liczba Reynoldsa Re dla kulki o promieniu r pontszającej się w cieczy określona jest wzorem:

• Wyznaczanie współczynnika lepkośd dynamicznej ą na podstawie prawa Hagena-Poiseuille a

Siły oporu lepkiego występują również przy przepływie deczy przez ruty czy kapilary. W rutkach przy przepływie laminamym, do wystąpienia którego potrzebna jest stała różnica dśnień Ap, ustala się gradient ptędkośd. Największą prędkość posiada warstewka deczy poruszaj ąca się wzdłuż osi rurki przy czym w miarę oddalania się od osi w kierunku śdanek rurki prędkość warstewek maleje do zera.

Tego typu przepływ opisuje ilośdowo prawo i Ingcna-Poiseuillea Podaje ono wzór na objętość V cieczy (lub gazu) o lepkośd dynamicznej ą, przepływającej w czasie t przez kapilarę o promieniu R i dlugośd 1, na której końcach panuje stała różnica dśnień prpi-

_v_ l>(P:-

MU

Na podstawie prawa Hagcna-Poiseuille'a wyznaczamy zwykle względny współczynnik lepkości, tzn. stosunek współczynnika lepkości ą danej cieczy do współczynnika lepkośd ą». wody destylowanej pozostających w tej samej temperaturze. W tym celu stosuje się wiskozymetry z kap lara pionową (Airheniu-sa, Ostwalda, Englera itp ). Do wymienionych wiskozymetrów należy również wiskozymetr Ubbelohde.