Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy
metodą wypływu.
9
CEL ĆWICZENIA
Praktyczne zapoznanie się z przepływem wody przez kapilarę.
Zaznajomienie się z wyznaczaniem współczynnika lepkości cieczy metodą wypływu.
ZAGADNIENIA KOLOKWIALNE
1. Własności stanu ciekłego.
2. Zjawisko tarcia wewnętrznego cieczy. Współczynnik lepkości.
3. Charakterystyka przepływu cieczy. Rodzaje przepływu. Liczba Reynoldsa. 4. Przepływ cieczy lepkiej przez rurę. Równanie Hagena- Poiseuiile’a.
5. Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy metodą wypływu przez kapilarę.
1. PRZEBIEG ĆWICZENIA
1. Na pionowym cylindrze zaznaczyć kreski w odstępach co 5 cm poczynając
od środka poziomego otworu wylotowego. Za pomocą katetometru znaleźć odległości pomiędzy kolejnymi kreskami (licząc od góry), a poziomem otworu wylotowego: h0, h1, h2, itd.
2. Koniec kapilary otoczony gumowym korkiem założyć do otworu
wylotowego cylindra. Drugi koniec kapilary zamknąć gumową zatyczką.
3. Napełnić cylinder badaną cieczą (wodą destylowaną). Pod rurką kapilarną
umieścić wanienkę. Wyjąć gumowa zatyczkę. Skorygować położenie wanienki tak, by wpadał do niej strumień cieczy wypływającej z kapilary. W chwili gdy lustro cieczy w cylindrze osiągnie poziom wybrany jako h0
włączyć stoper. Zanotować czasy, w których lustro cieczy osiąga kolejno wysokości h1, h2, h3, ..., aż do wysokości 25-30 cm nad poziomem otworu
wylotowego. Należy uzyskać 8-11 punktów pomiarowych dla zbadania zależności h=h (t). Wyniki pomiarów umieścić w tabeli.
L.p. t (s) h (m) ln (h/h0)
1. 0 0
2. …
4. Wykonać wykres zależności wysokości słupa cieczy w cylindrze od czasu h=h (t).
5. Wykreślić zależność h=h (t) w układzie współrzędnych (t, ln(h/h0). Znaleźć
6. Obliczyć współczynnik lepkości ze wzoru: 4 2 2 g r l a d , gdzie: ρ - gęstość cieczy, g - przyspieszenie ziemskie, r - promień kapilary: r = (5,80±0,03) 10-4 m, l - długość kapilary: l = (12,96±0,01) 10-2 m, d - średnica cylindra d = (3,620 ±0,005) 10-2 m.
8. Błąd wyznaczania współczynnika lepkości można wyznaczyć metodą pochodnej logarytmicznej.
LITERATURA:
1. B. Jaworski, A. Dietłaf, L. Miłkowska, G. Siergiejew, Fizyka t.1, PWN, Warszawa 1976.
2. L. Landau, L. Lifszyc, Mechanika ośrodków ciągłych, PWN Warszawa 1958. 3. H. Szydłowski, Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa 1997.
PRZYRZĄDY POMIAROWE I MATERIAŁY
Rura z cieczą i kapilarą, katetometr, stoper, zlewki, woda destylowana.
UWAGI
