wiczenie M6
WYZNACZANIE WSPÓ CZYNNIKA LEPKO CI CIECZY METOD STOKESA
Przyrz dy
Cylinder nape niony olejem parafinowym, kulki teflonowe, przymiar, ruba mikrometryczna, stoper, waga analityczna.
Na kulk o masie m i promieniu r poruszaj c si w cieczy lepkiej o g sto ci p dzia aj trzy si y:
1. si a ci #ko ci F1= mg, 2. si a wyporu F2= r3 pg
3
4 ,
3. si a tarcia wewn trznego cieczy F3 =6 r v, gdzie:
- jest wspó czynnikiem lepko ci cieczy a v – jest pr dko ci kulki.
Z chwil zrównowa#enia tych trzech si kulka b dzie porusza0 si ruchem jednostajnym z pr dko ci pocz tkow v = s/t , przy czym s jest odleg o ci dwóch zaznaczonych na rurze poziomów, za t jest czasem opadania kulki na drodze s.
Wspó czynnik lepko ci cieczy wyrazi si wtedy wzorem:
) 4 , 2 1 ( 9
) (
2 2
R s r
t g
r k p
+
= ( 1 )
gdzie k jest g sto ci materia u z którego wykonana jest kulka za wyra#enie R 4r ,
2 , gdzie R jest promieniem cylindra, stanowi poprawk do si y tarcia wewn trznego spowodowan szeroko ci rury.
Kolejno 0 wykonywanych czynno ci
1. Dwie kulki zwa#y0 pojedynczo na wadze analitycznej, zmierzy0 trzykrotnie rub mikrometryczn rednic ka#dej kulki 2r.
Wyniki zapisa0 w tabeli :
L.p. m 2r rr Vk k k
[ kg ] [ m ] [ m ] [ m3] [ kg/m3] [ kg/m3]
2. Ka#d z kulek wpuszcza0 pojedynczo do cylindra nape nionego olejem parafinowym.
Zmierzy0 czas opadania kulki mi dzy dwoma kreskami na cylindrze. Przymiarem zmierzy0 odleg o 0 s mi dzy kreskami oraz rednic cylindra 2R.
Wyniki zapisa0 w tabeli poni#ej
L.p. t s tr R
[ s ] [ m ] [ s ] [ m ]
3. Obliczy0 g sto 0 materia u, z którego s wykonane kulki.
4. Obliczy0 wspó czynnik lepko ci oleju przyjmuj c g sto 0 oleju parafinowego 854 3
m kg
p = .
5. Obliczy0 niepewno 0 maksymaln . Wymagania
-Przep yw cieczy laminarny i turbulentny, si a tarcia wewn trznego, wspó czynnik lepko ci i jego jednostki, rozk ad pr dko ci przep ywu p ynu w rurce [ 5, 9 ]
- równanie Stokesa, wyprowadzenie wzoru ( 1 ) [ 1, 9 ]
