Lab 7 - Współczynnik Lepkości, Sprawozdanie 7 (Współczynnik Lepkości), Wydział


Wydział

WEiP

Imię i nazwisko

1. Michał Musiał

2. Mateusz Nowak

Rok

2010

Grupa

II

Zespół

II

PRACOWNIA

FIZYCZNA

WFiIS AGH

Temat:

Współczynnik lepkości

Nr ćwiczenia

13

Data wykonania

09.12.2010

Data oddania

13.12.2010

Zwrot do popr.

Data oddania

Data zaliczenia

OCENA

Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika lepkości gliceryny metodą Stokes'a.

Stanowisko pomiarowe:

0x08 graphic

<- lejek, przez który wrzucamy kulkę

<- pierwszy znacznik

<- drugi znacznik

<- kranik do odzyskania kulki

Wykonanie ćwiczenia: Pomiar współczynnika lepkości przeprowadzamy równolegle dwiema metodami. Pierwsza polega na piętnastokrotnym pomiarze czasu opadania w glicerynie, pomiędzy znacznikami oddalonymi od siebie o 80 cm jednej metalowej kulki i na tej podstawie obliczenie współczynnika lepkości gliceryny. Druga zaś polega na pomiarze czasów opadania 9 różnych kulek, a następnie obliczenia współczynnika lepkości dla każdej kulki, a następnie obliczenie średniego współczynnika dla tych 9 kulek. Na końcu dokonamy porównania, która z tych dwóch metod okazała się dokładniejsza - porównamy otrzymany współczynnik lepkości z wartością tablicową dla danej temperatury.

UWAGA: Użyty do ćwiczenia roztwór gliceryny miał stężenie 67%, co zostało obliczone doświadczalnie. Lecz z powodu trudności z odnalezieniem w tablicach współczynnika lepkości dla 67% roztworu o obliczonej gęstości w 20 stopniach Celsjusza, do pomiarów zakładamy iż roztwór ten był 97% gdyż lepkość dla takiego roztworu dla temperatury 20 stopni została znaleziona w tablicach i wynosi η=0,765 Pa s. Uproszczenie to przewiduje również trudność w znalezieniu tablicowej wartości lepkości związaną z drastyczną zmianą tego współczynnika w funkcji temperatury, rozszerzenie tego wniosku będzie zawarte we wnioskach.

Wyniki pomiarów:

- Droga spadania kulki: l = 80cm

- Średnica cylindra: D = 4,2 cm

- Temperatura: T= 292,5 K

- Gęstość tablicowa 97% roztworu Gliceryny: ρ=1253,350x01 graphic

  1. Metoda pierwsza - jedna kulka, 15-krotny pomiar czasu opadania

Masa kulki - m

0,439±0,00058 g

Średnica kulki - d

4,73±0,012 mm

t1

8,75s

t2

8,87s

t3

8,82s

t4

8,91s

t5

8,66s

t6

8,66s

t7

8,75s

t8

8,65s

t9

8,65s

t10

8,63s

t11

8,66s

t12

8,50s

t13

8,50s

t14

8,53s

t15

8,53s

Czas średni - tśr

8,67±0,033s

Niepewność pomiaru masy kulki:

0x01 graphic

Niepewność pomiaru średnicy kulki:

0x01 graphic

Niepewność pomiaru czasu średniego:

0x01 graphic

Współczynnik lepkości obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic

gdzie,

m - masa kulki

ρ - gęstość gliceryny w temperaturze pomiaru

V - objętość kulki

r - promień kulki

R - promień cylindra

Obliczamy współczynnik lepkości, który po podstawieniu danych wynosi:

0x01 graphic

Niepewność obliczenia współczynnika lepkości z prawa przenoszenia niepewności:

0x01 graphic

Sprawdzenie czy otrzymany wynik mieści się w granicy niepewności rozszerzonej:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Wynik nie mieści się w granicy niepewności rozszerzonej !

  1. Metoda druga - 9 kulek, pomiar średniego współczynnika lepkości

Nr kulki

Masa kulki [kg]

Promień kulki [m]

Czas spadania [s]

Prędkość kulki [m/s]

Objętość kulki [m3]

Współczynnik lepkości [Pa s]

1

0,000263

0,001735

11,41

0,07011

2,18659E-08

0,8692

2

0,000437

0,002365

8,5

0,09412

5,53811E-08

0,7058

3

0,000248

0,001955

11,63

0,06879

3,1283E-08

0,6848

4

0,000251

0,001965

11,57

0,06914

3,17655E-08

0,6851

5

0,000258

0,001975

11,31

0,07073

3,2253E-08

0,6859

6

0,000259

0,001985

11,15

0,07175

3,27454E-08

0,6735

7

0,000249

0,001965

11,56

0,06920

3,17655E-08

0,6780

8

0,000251

0,001955

11,56

0,06920

3,1283E-08

0,6905

9

0,000112

0,001485

18,68

0,04283

1,37103E-08

0,6827

Średni współczynnik lepkości wynosi:

0x01 graphic

Niepewność obliczenia średniego współczynnika lepkości:

0x01 graphic

Sprawdzenie czy otrzymany wynik mieści się w granicy niepewności rozszerzonej:

0x01 graphic

0x01 graphic

Wynik mieści się w granicy niepewności rozszerzonej !

Obliczenie liczby Reynoldsa dla kulki nr 1:

Liczbę Reynoldsa obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic

gdzie:

- η - lepkość policzona dla pierwszej kulki

0x01 graphic

0x01 graphic

Niepewność obliczenia liczby Reynoldsa:

0x01 graphic
0,49

Wnioski:

Celem tego ćwiczenia było wyznaczenie współczynnik lepkości gliceryny metodą Stokesa. Jak już na początku wspomnieliśmy napotkaliśmy trudności w ustaleniem współczynnika lepkości dla danego roztworu w danej temperaturze - trudność o odnalezieniem tego współczynnika w tablicach fizyczno-chemicznych. Nie chcieliśmy brać wartości pośrednich, bo jak wiadomo, współczynnik lepkości gliceryny jest funkcją temperatury i jego zmiana przypadająca na 1K jest znacząca i przyjmowanie „na oko” tego współczynnika mijałoby się z celem tego ćwiczenia. Współczynnik lepkości był liczony na dwa sposoby. Pierwszy, gdzie dokonywaliśmy kilkunastokrotnego pomiaru czasu dla jednej kulki, oraz drugi, gdzie mięliśmy 9 różnych kulek o różnych wymiarach i masach, dla których wykonywaliśmy po jednym pomiarze czasu. Jak widać po wynikach sposób pierwszy daje mniejszy błąd pomiarowy współczynnika lepkości, ale otrzymany wynik nie mieści się w granicy niepewności rozszerzonej. Drugi sposób daje pomiar mniej dokładny, co jest związane z tym, że na błąd nie wpływa, nie jak to było w pierwszej metodzie jedynie niepewność pomiaru czasu, ale również błędy związane z pomiarem mas oraz promieni kulek. Jednak drugi pomiar mieści się w granicy niepewności rozszerzonej w porównaniu z wartością tablicową. Wniosek z tego doświadczenia jest taki, iż to osoba dokonująca pomiaru czasu obarcza wyniki największym błędem, nawet na tle trzech zmieniających się parametrów (2 metoda) to właśnie pomiar czasu ma wpływ na ostateczny wynik pomiaru.




Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Lab 7 Współczynnik Lepkości, tablice gęstości
Lab 7 Współczynnik Lepkości, lepkość gliceryny
Lab 7 Współczynnik Lepkości, sprawko na 4 5
Sprawozdanie 3 (Współczynnik Załamania Światła), Energetyka AGH, semestr 3, III Semestr, Fizyka, La
lab 7 - współczynnik podziału słabego kwasu pomiędzy fazą wodną a organiczną, kiciaqq
MP Lab 01 Lepkosc, 1. WŁASNOŚCI FIZYCZNE CIECZY
lab 13 lepkość
lab 13 lepkość
Lab 6 PMI Hartownosc Sprawozdan Nieznany
F 58(1), dc, GPF, Fizyka lab, STARE, GOTOWE SPRAWOZDANIA Z FIZ, GOTOE SPRAWOZDANIA WORD
F 61, dc, GPF, Fizyka lab, STARE, GOTOWE SPRAWOZDANIA Z FIZ, GOTOE SPRAWOZDANIA WORD
F 38, dc, GPF, Fizyka lab, STARE, GOTOWE SPRAWOZDANIA Z FIZ, GOTOE SPRAWOZDANIA WORD
Lab I - Pomiar Masy, Sprawozdanie 1 - Pomiar Masy, LABORATORIUM METROLOGII
metale lab, Badanie udarności-sprawozdanie, 1
metale lab, Badanie udarności-sprawozdanie, 1
F 60, dc, GPF, Fizyka lab, STARE, GOTOWE SPRAWOZDANIA Z FIZ, GOTOE SPRAWOZDANIA WORD
LAB 0 P, Labolatoria fizyka-sprawozdania, !!!LABORKI - sprawozdania, Lab, !!!LABORKI - sprawozdania,
tematy sprawozdań, Niezbędnik leśnika, WYDZIAŁ LEŚNY, Statystyka

więcej podobnych podstron