To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Grupa 22
Zespół II
Ćwiczenie nr 3
Temat ćw. :
Wyznaczanie lepkości cieczy metodą Hópplera i Ostwalda
Data wykonania ćw.
14.03.2000
Adamek Aleksandra Jania Joanna Tylek Elżbieta
Ocena :
1.Wstęp teoretyczny :
LEPKOŚĆ - miara tarcia wewnętrznego ( opór ), która występuje w cieczach i w gazach. Jest ono wynikiem przesuwania się względem siebie poszczególnych warstw wewnątrz cieczy. Przy małych prędkościach jest to przepływ uwarstwiony ( laminarny ), przy dużych prędkościach przepływ jest burzliwy.
Siła styczna , zwana również siłą tarcia wewnętrznego, która potrzebna jest do utrzymania stałej różnicy prędkości dwu poruszających się w tym samym kierunku warstw cieczy, jest proporcjonalna do wielkości powierzchni A warstwy i do jej prędkości v , a odwrotnie proporcjonalna do odległości warstw. Siłę tą możemy zapisać równaniem :
F -siła tarcia, A - powierzchnia warstwy, - współczynnik lepkości, v - prędkość , x - odległość
Współczynnik proporcjonalności nazywa się lepkością lub lepkością dynamiczną. Lepkość ta ma wymiar [ N*s / m] lub [Pa*s] . Jednak w praktyce posługujemy się jednostką zwaną pauzami, która jest równa 1P=10 [ Pa *s].
Prócz lepkości dynamicznej wprowadzono pojęcie tzw. lepkości kinematycznej, która jest stosunkiem lepkości dynamicznej do gęstości cieczy mierzonej w tej samej temperaturze.
- lepkość dynamiczna , d - gęstość cieczy
Jednostką lepkości kinematycznej jest [ m / s ], ale w praktyce posługujemy się mniejszymi jednostkami tzw. stoksami 1 St = 10 [ m / s].
Wyróżniamy również lepkość względną - stosunek lepkości dynamicznej danej cieczy do lepkości cieczy wzorcowej . Wyrażona jest ona w stopniach Englera (stosunek czasu wypływu cieczy badanej w określonym przyrządzie do czasu wypływu takiej samej objętości wody w temp.293 K.).
2. Cel ćwiczenia :
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie lepkości cieczy za pomocą metody Hópplera i Ostwalda . Metoda Hópplera opiera się przede wszystkim na prawie Stokesa . W myśl tego prawa na kulkę o promieniu r , poruszającą się z prędkością v w ośrodku ciekłym o lepkości , działa siła oporu równa :
Kulka ta ma ciężar G wynoszący :
D - gęstość kulki , g - przyspieszenie ziemskie.
(…)
… o lepkości , działa siła oporu równa :
Kulka ta ma ciężar G wynoszący :
D - gęstość kulki , g - przyspieszenie ziemskie. Jak wiemy na kulkę zanurzoną w cieczy działa zgodnie z prawem Archimedesa siła parcia skierowana do góry , równa ciężarowi wypartej cieczy :
D - gęstość cieczy
W przypadku gdy kulka spada ze stałą prędkością ( ruchem jednostajnym ) siła oporu F i siła parcia F są równoważone przez ciężar…
… do lewego zbiornika U-rurki, do górnej kreski. W pomiarach tych określa się czas przepływu cieczy przez kapilarę , mierząc jej przepływ od poziomu A do poziomu B. Pomiaru dokonujemy najpierw dla wody ( 25 ml ) a następnie dla badanej cieczy, którą w tym doświadczeniu jest gliceryna ( 25 ml ).
Lepkość obliczamy ze wzoru : 3. Zadane parametry Parametrami zadanymi w tym ćwiczeniu są: Temperatura : T = 19 C ( pokojowa )
T = 30 C
T = 40 C
Stężenie gliceryny : C = 2:1 ( 50% )
C = 3:1 ( 33,33% )
C = 5:1 ( 20% ) 4. Sposób wykonania ćwiczenia:
4.1 Metoda Hópplera :
4.1.1 Dobór kulki: m = 4,3887 g
d = 15 mm ( średnica kulki )
=2,403 g /cm ( gęstość kulki w temp. 20 )
k = 0,073356 ( stała kulki )
4.1.2Badanie gęstości cieczy za pomocą piknometru
a) ważenie pustego ( suchego ) piknometru m = 10,6800 g
b) ważenie piknometru z cieczą o znanej gęstości ( wodą ) = 10,9982 g /cm
m = 36,4400g
m = 25,76g
c) obliczenie objętości piknometru
= 25,80 cm
d) ważenie piknometru z gliceryną o odpowiednim stężeniu :
Stężenie gliceryny Masa piknometru z cieczą
Masa gliceryny
2:1 ( 50%)
40,4798 g
29,7998 g 3:1 ( 33,33%)
41,0160 g
30,3360 g 5:1 ( 20%)
41,5948 g 30,9148 g e) obliczanie gęstości gliceryny:
Stężenie gliceryny
Masa…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)