AKADEMIA BYDGOSKA

im. Kazimierza Wielkiego

Wydział Matematyki , Techniki i Nauk Przyrodniczych

LABORATORIUM - FIZYKA

Sprawozdanie:

Temat : Wyznaczanie względnego współczynnika lepkości cieczy

za pomocą lepkościomierza kapilarnego.

Wykonali:

Bydgoszcz 2002

Spis treści:

1. Cel ćwiczenia

2. Wiadomości ogólne

3. Przebieg ćwiczenia

4. Pomiary i obliczenia

5. Wnioski

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z działaniem sił między cząsteczkami

czyli tarcia oraz zapoznanie się poślizgiem cieczy o różnych właściwościach i

gęstości.

2. Wiadomości ogólne

Siły oddziaływania między powierzchniami trącymi , gdy powierzchnie te znajdują się w ruchu względem siebie , nazywamy tarciem.

Tarcie wewnętrzne jest wynikiem działania sił między cząsteczkami cieczy i występuje przy poślizgu jednej warstwy cieczy po drugiej. Zostało to nazwane oporem lepkości. Jeżeli po powierzchni cieczy rozlanej w pewnym naczyniu będziemy przesuwali płaską deszczułkę , to napotkamy opór ; pochodzi to stąd ,że warstwy cieczy znajdujące się bliżej deski mają prędkość większą zaś warstwy dalsze - mniejszą.

Na pokonanie tarcia wewnętrznego cieczy trzeba użyć siły:

Δv

F = η __ * S

Δz

gdzie: η - bezwzględny współczynnik lepkości

S - powierzchnia warstwy

Δv/Δz - stosunek zmiany prędkości do odpowiedniej zmiany odległości

warstw ślizgających się.

Natomiast przy przepływie cieczy przez rurki zauważamy poślizg jednych warstw cieczy do drugich , nigdy po ściankach naczynia ponieważ te ścianki pokryte są zawsze cienką warstwą cieczy nieruchomej.

Przepływem cieczy w rurce kieruje prawo Poiseuille'a przedstawione w poniższym wzorze:

π p1 - p2

V = _ * __ r t

8η l

gdzie : V - objętość cieczy

• - współczynnik lepkości

r - promień

l - długość

p1 - p2 różnica ciśnień

Objętość V jest proporcjonalna do różnicy ciśnień i czwartej potęgi promienia przewodu , a odwrotnie proporcjonalna do jego długości i bezwzględnego współczynnika lepkości danej cieczy.

3. Przebieg ćwiczenia .

Zestaw narzędzi potrzebnych do przeprowadzenia ćwiczenia:

• ciecz wzorcowa

• ciecz badana ( borygo )

• stoper

• lepkościomierz Oswalda

Badamy najpierw wodę jako ciecz wzorcową i w stosunku do jej współczynnika lepkości wyznaczamy współczynnik innych cieczy. Pomiar polega na określeniu czasu przepływu cieczy mija górną kreskę R 1 aż do chwili gdy minie kreskę R 2. W ten sposób znajdujemy czas przepływu wody tw oraz czas przepływu badanej cieczy tc.

A więc wykonujemy pomiary przepływu danej cieczy przez rurkę i mierzymy czas przepływu tej ciecz.

4. Pomiary i obliczenia.

Δv

F = η * _ * S

Δz

η - bezwzględny współczynnik lepkości

S - powierzchnia warstw

Δv/Δs - stosunek zmiany prędkości do odpowiedniej zmiany odległości warstw ślizgających się.

Tabela pomiarowa

Czas przepływu wody.	Czas przepływu badanej cieczy	Współczynnik lepkości
dw = 0,998 g / cm^3	dc = 1,05 g / cm^3
Δdw =	Δdc =
1. 6.89	23.07	3.51
2. 6.92	22.88	3.48
3. 6.98	22.75	3.43
4. 6.87	22.87	3.50
5. 6.86	23.87	3.51
6. 6.91	23.00	3.50
7. 6.82	22.08	3.56
8. 6.87	22.86	3.50
9 6.92	22.83	3.47
10. 6.85	22.72	3.49
	Wartość średnia	3.49
	Średni błąd	0.027

5. Wnioski

Głównym celem tego ćwiczenia było zapoznanie się z wyznaczaniem względnego współczynnika lepkości cieczy za pomocą lepkościomierza kapilarnego. Dzięki temu ćwiczeniu zapoznaliśmy się z oporem lepkości tzn. tarciem oraz z różnymi właściwościami cieczy ,które w różnym czasie poruszały się podczas przepływu na wyznaczonym odcinku.