1. Obliczam wartość promienia wewnętrznego rury wiskozymetru R.

<R>=Σ(d / 2) / 5=3,075 cm

Szacuję niepewność pomiarową ΔR.

Stąd

R=2,8075 cm

ΔR=0 cm

2. Wyznaczam niepewność pomiarową Δm i masy kulek m₁, m₂, m₃.

m₁= 0,2196 g

Niepewność pomiarowa związana z dokładnością wagi przyjmuję jako 0,1 mg .

Całkowita niepewność pomiarowa będzie sumą niepewności przyrządu i niepewności przypadkowej.

Δm_p=0,1 mg , Δm_s=0,05 mg

wtedy Δm₁= Δm_p + Δm_s=0,15 mg czyli

Δm₁=0,00015 g

3. Obliczam wartość średnią promienia kulki <r> oraz Δr.

Obliczenia dla kulki nr 1

<r>= 0,2969 cm

Δr= 0,016539 cm

Obliczenia dla kulki nr 2

<r>=0,2855 cm

Δr= 0,01546932 cm

Obliczenia dla kulki nr 3

<r>= 0,2791 cm

Δr= 0,01217128 cm

Δr/r=8,6 %

4. Obliczam wartość średnią prędkości opadania kulki V_k oraz Δ V_k.

<V_k> = ΔS / Δt w [cm / s]

Δ V_k=(ΔS/S - Δt/t) <V_k>

ΔS=0,1 cm

Δt=0,01 s

Obliczenia dla kulki nr 1,2,3.

Droga Δs	10 cm	20 cm	30 cm	40 cm	50 cm	Wartości średnie
V kulki 1	8.5763	4.2808	2.7502	1.9135	1.4302	12.42
V kulki 2	17.5131	9.7087	5.7471	4.3591	3.1786	12.44

Prędkości w powyższej tabeli podane są w [cm / s]

Jak widać wyniki wykazują tendencję do spadku wartości, co może być spowodowane tym, że odczyt kolejnych czasów odbywał się na różnych wysokościach wiskozymetru Stokesa i co za tym idzie zmieniał się kąt patrzenia na kulkę względem znaczników na wiskozymetrze.

Obliczam Δ V_k=(ΔS/S - Δt/t) <V_k>

Droga ΔS	10 cm	20 cm	30 cm	40 cm	50 cm
ΔV kulki 1	0.0015	0.0006	0.0003	0.0002	0.0001
ΔV kulki 2	0.0024	0.0009	0.0004	0.0003	0.0002

Wartości w powyższej tabeli podane są w [cm / s]

5. Obliczam wartość prędkości granicznej (dla naczynia o nieskończonych rozmiarach) korzystając z wzoru Landenburga V_gr=V_k {1 + 2,4 ⋅ (r / R)}
Stąd : dla kulki nr 1

V_gr=6.4054 [cm / s]

ΔVgr =0,42 [cm / s]

dla kulki nr 2

V_gr = 6.3226 [cm / s]

ΔVgr =0,65 [cm / s]

6. Obliczam wartość współczynnika lepkości cieczy η korzystając ze wzoru

gdzie V_k=4/3 πr³ - objętość kulki.

Wartości ρ_c oraz g zostały wzięte z tablic, zakładam więc, że są one bardzo dokładne, co oznacza ,że przy obliczaniu wartości błędu można je pominąć.

η₁=0,306 [g / (s cm)]

η₂=0,392 [g / (s cm)]

η₃=0,332 [g / (s cm)]

η_śr=0,343 [g / (s cm)]

Po podstawieniu do wzoru :

Δη₁=0,13 [g / (s cm)]

Δη₂=0,26 [g / (s cm)]

Δη₃=0,12[g / (s cm)]

Δη_śr=0,17 [g / (s cm)]

Co daje ostatecznie

η₁=0,306 ± 0,13 [g / (s cm)]

η₂=0,392 ± 0,26 [g / (s cm)]

η₃=0,332 ± 0,12 [g / (s cm)]

oraz

η_śr=0,343 ± 0,17 [g / (s cm)]

W porównaniu z wartością tablicową η=4,94 [g /(cm s)] otrzymany wynik nie jest zbyt podobny . Sądzę, że doszło tu do skumulowania się kilku czynników: między innymi niepewności obserwatora jak i niedoskonałości sprzętu.

Wyznaczanie lepkości cieczy metodą Stokesa

Opracowanie wyników

7

---