To tylko jedna z 11 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Całe sprawozdanie zajmuje 5 stron. Zawarte w nim zostały informacje na takie tematy jak: lepkość, metody wyznaczania współczynnika lepkości, wiskozymetr Stokesa, ciecz newtonowska, równanie Stokesa, opis wykonanych czynności podczas labolatorium, wyniki, obliczenia i analiza błędów, końcowe wnioski
Sprawozdanie z laboratorium z fizyki
Ćwiczenie nr 6
Temat ćwiczenia: Wyznaczanie bezwzględnego współczynnika lepkości cieczy metodą Stokesa.
Data wykonania ćwiczenia: 21.04.2010
Sekcja nr X w składzie:
Data oddania sprawozdania:
Ocena:
I. Wstęp teoretyczny:
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 temperatura.
W gazach jest związana ze zderzeniami cząstek. Ciecze mają większą lepkość niż gazy. Lepkość jest często podawana w centypoisach.
1cP = 10−2 P 1[Pa*s] = 10[P] = 1000[cP]
Lepkości różnych płynów mogą być wyrażone ilościowo poprzez współczynnik lepkości η.
Metody wyznaczania współczynnika lepkości:
Cienką warstwę płynu umieszcza się pomiędzy dwoma płytkami. Jedna jest
ruchoma, a druga 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 ruch 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 η:
W układzie SI jednostką η jest . W układzie CGS jednostką η jest i nazywana jest poisem (P).
2. Wykorzystanie wiskozymetru Stokesa, w którym mała metalowa kulka jest wrzucana do szklanej rury, 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:
(…)
… 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:
nazywamy cieczami newtonowskimi.
Równanie Stokesa:
Jest ono spełnione dla nieskończenie dużego ośrodka i przepływu laminarnego, dlatego należy wziąć pod uwagę wpływ ścianek rury…
… metalowych kulek. Każdą z nich wrzucaliśmy po kolei przez lejek do szklanej rury wypełnionej gliceryną. Przed każdym wrzuceniem mierzyliśmy średnicę poszczególnej kulki, aby uniknąć pomyłki.
Mierzyliśmy czas spadku każdej kulki pomiędzy wyróżnionymi poziomami.
Uzyskane wyniki pomiarów zebraliśmy w tabeli:
Lp.
r
[m]
l
[m]
t
[s]
R
[m]
ρk
ρp
η
1.
1,51*10-3 0,805
7,92
0,0542
7850
1261
0,33
2.
1,55*10-3 0,805…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)