8894

Lepkość można zdefiniować jako tarcie pomiędzy sąsiadującymi warstewkami płynu, gdy

przesuwają się one względem siebie. Jest ona czynnikiem hamującym. Zjawisko to dotyczy zarówno cieczy jak i gazów.

•    W cieczach lepkość jest spowodowana siłami kohezyjnymi pomiędzy cząstkami. Na lepkość płynów silnie wpływa temperamra.

•    W gazach jest związana ze zderzeniami cząstek Ciecze mają większą lepkość niż gazy.

Lepkość jest często podawana w centy poisach. lcP = 10 ² P

l[Pa*s] = 10[P] = lOOOfcP]

Lepkości różnych płynów mogą być wyrażone ilościowo poprzez współczynnik lepkości T)

Metody wyznaczania współczynnika lepkości;

1. Cienką warstwę płynu umieszcza się pomiędzy dwoma płytkami. Jedna jest ruchoma, a dniga nieruchoma. Cząstki płynu znajdującego się w bezpośrednim kontakcie z każdą z płytek oddziaływują z nimi siłami adhezji. Górna powierzchnia płynu porusza się z tą samą prędkością co płytka ruchoma, podczas gdy płyn w kontakcie z płytką nieruchomą pozostaje w spoczynku i hamuje ruch warstwy płynu, znajdującego się nad nią, a ta z kolei hamuje nich następnej itd. Prędkość zmienia się w sposób ciągły od 0 do v. Zmiana prędkości podzielona przez drogę, na której następuje ta zmiana nazywana jest gradientem prędkości. Aby przesunąć górną płytkę należy zadziałać odpowiednią siłą. Im bardziej lepki jest płyn, tym większa powinna być ta siła.

Siła ta jest równa:

Przekształcając odpowiednio to równanie otrzymujemy wzór na współczynnik lepkości r\:

FI

Av

n=-

W układzie SI jednostką ij jest -

N-s

W układzie CGS jednostką r| jest

= Pa-s dyna

i nazywana jest poisem (P).

2. Wykorzystanie wiskozymetru Stokesa. w którym mała metalowa kulka jest wrzucana do szklanej ruty, wypełnionej płynem. Podczas ruchu kulki w ośrodkach lepkich, wskutek oddziaływań międzycząsteczkowych, unosi ona warstwę cieczy przylegającą do niej, ta natomiast wprawia w ruch następne warstwy cieczy. Powstaje zatem w ośrodku gradient prędkości prostopadły do kierunku ruchu w tym przypadku- metalowej kulki.

Ciecze, która spełniają następujące równanie:

—    dv

F =rjA — dx

nazywamy cieczami newtonowskimi.

Równanie Stokesa:

_ 2r²g(p_k -p_p)t ⁿ    9/

Jest ono spełnione dla nieskończenie dużego ośrodka i przepływu laminamego, dlatego należy wziąć pod uwagę wpływ ścianek ruty, wprowadzając poprawkę, iż wskutek wpływu ścianek cylindra

1

1 + 2,4 9

prędkość opadania zmniejsza się tyle razy ile wynosi wartość ułamka:

R

II. Przebieg ćwiczenia:

W doświadczeniu stosowaliśmy wiskozymetr Stokesa.

2