Laboratorium Podstaw Fizyki
Ćwiczenie:	Ćwiczenie nr 8
		WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY NA PODSTAWIE PRAWA STOKESA
Prowadzący ćwiczenia:	mgr inż. Wojciech Magierski	Data wykonania ćw.:
Autor:	Luiza Miłkowska	Nr albumu 184908
Wydział:	Chemiczny	Biotechnologia

WSTĘP:

Lepkość (tarcie wewnętrzne) - właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów). Zgodnie z laminarnym modelem przepływu lepkość wynika ze zdolności płynu do przekazywania pędu pomiędzy warstwami poruszającymi się z różnymi prędkościami.

Prawo Stokesa - prawo określające siłę oporu ciała w kształcie kuli poruszającego się w płynie (cieczy lub gazie). Wyraża się wzorem:

gdzie:

F - siła oporu,

η - współczynnik lepkości płynu,

r - promień kuli,

v - prędkość ciała względem płynu.

I. Cel ćwiczenia

1. Obserwacja ruchu ciał spadający w ośrodku ciągłym.

2. Wyznaczenie współczynnika lepkości
cieczy.

II. Zestaw przyrządów

1. Naczynie cylindryczne z badaną cieczą;

2. Areometr;

3. Zestaw kulek;

4. Waga;

5. Śruba mikrometryczna;

6. Linijka z podziałką milimetrową;

7. Stoper;

8. Wiskozymetr Höpplera.

III. Układy pomiarowe

Schematy układów pomiarowych:

a) szerokie naczynie cylindryczne;

b) wiskozymetr Höpplera.

IV. Tabele pomiarowe i obliczenia

Lp.	d	dd	t	dt	m	dm
		[m]	[m]	[s]	[s]	[kg]	[kg]
1	5,64E-03	0,00001	5,44	0,01	2,34E-04	0,0000001
2	5,69E-03						5,37
3	5,66E-03						5,34
4	5,63E-03						5,34
5	5,63E-03						5,47
6	5,64E-03						5,38
7	5,67E-03						5,44
8	5,64E-03						5,4
9	5,63E-03						5,53
10	5,65E-03						5,41

Odległość h - 0,21 ± 0,01m

Średnica wewnętrzna cylindra R - 7,54∙10-2 ± 5∙10-5 m

Gęstość cieczy ρc - 1,25 ± 0,01 g/cm3

Wysokość słupa cieczy H - 0,045 ± 0,001m

Kulka	d	σ d	Δ d	r	Δr	t	σ t	Δ t	ρk	Δρk
		[m]	[m]	[m]	[m]	[m]	[s]	[s]	[s]	[kg/m^3]
średnia	5,65e-3	0,63e-5	0,86e-5	2,83e-3	4,30e-6	5,41	1,94e-2	2,02e-2	2466	12,30

Zastosowane wzory:

d - średnia średnicy

σ d - odchylenie standardowe średniej arytmetycznej, dane wzorem:

Δ d - niepewność średniej średnicy

r - promień kulki

Δr - niepewność promienia

ρ_k - gęstość kulki

Δρ_k - niepewność gęstości

Obliczanie współczynnika lepkości cieczy i jego niepewności pomiarowej:

V. Wnioski

Uzyskane podczas pomiarów z wykorzystaniem różnych kulek współczynniki lepkości różnią się od siebie. Wynika to z faktu, iż na błąd obliczeń korzystając z metody Stokesa wpływa wiele czynników: pomiar czasu opadania kulki, pomiar drogi opadania, pomiar średnicy oraz masy kulki.

---