• bullet
  • Rejestracja
  • bullet
Artykuły: Wyznacza...

Nawigacja

Wyznaczanie wspłczynnika lepkości metodą Stokesa



Wyznaczanie wspłczynnika lepkości metodą Stokesa




Opis przyrządw:



Cylinder szklany z badaną cieczą; na cylindrze zaznaczony jest poziom, między ktrym ruch ma charakter jednostajny; cylinder oświetlony jest od tyłu, kulka szklana, śruba mikrometryczna, sekundomierz.



Opis doświadczenia (lepkość):



Ciecz przepływająca przez przewody przylega do ścian przewodu tworząc nieruchomą warstwę. W miarę przesuwania się od ścian przewodu do środka prędkość rośnie (rys. 1). Podczas przepływu cieczy mamy do czynienia z przesuwaniem jednych jej warstw względem drugich. Towarzyszy temu opr nazywany tarciem wew. lub krcej lepkością.

Właściwości rżnych cieczy (płynw) pod względem jej lepkości charakteryzuje wielkość zwana wspłczynnikiem lepkości. Def. tego wspłczynnika opiera się na wynikach badań eksperymentalnych Newtona. Wyobraźmy sobie przepływ laminarny cieczy (rys. 2). Przepływ nazywamy laminarnym inaczej stacjonarnym warstwowym ( w odrżnieniu od burzliwego ), gdy wszystkie cząstki płynu poruszają się po torach rwnoległych do siebie. Wtedy ruch płynu sprowadza się do przesuwania się warstw płynw względem siebie.































Wyodrębniamy dwie warstwy I i II o powierzchni S, odległe od siebie o ?h. Warstwa grna porusza się z prędkością V1, a dolna V2. Stałość tych prędkości jest zapewniona wtedy, gdy na grną warstwę cieczy działa siła zew. F, styczna do powierzchni, rwnoważąca opr ze strony cieczy. Newton wykazał, że siła ta wyraża się wzorem:





? – (dynamiczny) wspłczynnik lepkości

?V – rżnica prędkości obu warstw



Siła lepkości Fl działająca na każdej z warstw jest rwna co do wartości sile F lecz przeciwnie skierowana:





Siła lepkości jest wprost proporcjonalna do powierzchni S warstw cieczy i do tzw. gradientu prędkości ?V/?h (spadu).

Kierunek siły Fl na każdej warstwie cieczy jest przeciwny do kierunku prędkości względnej danej warstwy. Siła ta doży do zmniejszenia prędkości warstwy poruszającej się szybciej i do zwiększenia prędkości warstwy poruszającej się wolniej.

Wspłczynnik lepkości danego ośrodka ( w SI) liczbowo wyraża siłę lepkości ( w newtonach ), powstającą przy ruchu względnym dwch warstw o jednakowej pow. ( 1m2 ), jeśli gradient prędkości między warstwami jest jednostkowy ( 1s-1 )

Jednostką wspłczynnika lepkości w SI jest:





Wspłczynniki lepkości wykazują dużą rozpiętość wartości liczbowych dla rżnych płynw, jak rwnież zależność od temp.

Wspłczynniki lepkości cieczy na ogł maleją ze wzrostem temp.





Metoda Stokesa:



Każde ciało poruszające się w cieczy czy w gazie doznaje pewnej hamującej siły wskutek tego, że warstewki cieczy przylegającej do ciała będącego w ruchu pociągają za sobą coraz dalsze warstewki sąsiednie. Mamy tu do czynienia z przesuwaniem się jednych warstw cieczy względem drugich. Istnieje gradient prędkości cząstek cieczy w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu



Rys. 3

























Siłę tarcia wew. ( lepkości ) T działająca na gładką kulkę charakteryzuje prawo Stokesa.



r – promień kulki

V – prędkość kulki

? – wspłczynnik lepkości (niezależny od materiału kulki, zależny od rodzaju cieczy i temp.)



Zatem







Stąd



? – wspłczynnik lepkości

r – promień kulki

g – wspłczynnik grawitacji

? – gęstość materiału kulki

?1 – gęstość badanej cieczy (gliceryny)

t – średni czas spadku kulki zmierzony między pierścieniami

S – odległość między pierścieniami



Do wysokiego, dość szerokiego naczynia ( rys.4 ) zawierającego badaną ciecz wrzuca się kulkę o promieniu r i gęstości ? tak dobranej do gęstości cieczy ?1, by spadanie nie odbywało się zbyt szybko. Na spadającą kulkę działają trzy siły:



Siła ciężkości:



Siła wyporu:

Siła Stokesa:



W pierwszym stadium spadania kulki w cieczy prędkość jej rośnie. Rwnocześnie rośnie siła Stokesa. Przy pewnej wartości prędkości V następuje zrwnoważenie się sił



i od tej chwili kulka porusza się ruchem jednostajnym. Prędkość V tego ruchu znajdujemy mierząc pewien odc. drogi S i odpowiadający mu czas przelotu t:



Rys. 4











































































Kolejność czynności:



1. Zmierzyć kilkakrotnie średnicę kulki śrubą mikrometryczną i obliczyć rśr.

2. Oświetlić cylinder lampą

3. Aby kulka upadłą w pobliżu osi cylindra, wpuszczać ją kilkakrotnie przez lejek i sekundomierzem kilka razy zmierzyć jej czas spadania

4. Zmierzyć odległość S od dwch pierścieni



Wyniki pomiarw:



Pomiary spadkw kulki szklanej:



1) 4,9s 2) 4,7 s 3) 4,8s 4) 4,8s 5) 4,75s

6) 4,85s 7) 4,8s 8) 4,9s 9) 4,89s 10) 4,7s





Tśr = 4,8 s 0,05 s

H= 0,61 m – wysokość słupa gliceryny

S = 0,527 m 0,001 m – odległość między pierścieniami

rśr = 0,0078 m 0,0001 m – średni promień kulki

m = 0,0048 kg = 4,8 * 10-3 kg – masa kulki

?1 = 1261 kg/m3 1 kg/m3 – gęstość gliceryny



Obliczenia:



Vk – objętość kulki









? – gęstość kulki szklanej







? – lepkość











Odp: Lepkość gliceryny wynosi około 1,4 kg /m* s.






Przykadowe prace

Techniki radzenia sobie z manipulacjami

Techniki radzenia sobie z manipulacjami TECHNIKI RADZENIA SOBIE Z MANIPULACJAMI I Akceptowanie komplementw :pozwala na przeciwdziałanie manipulacjom związkw a podnoszeniem wartości drugiej osoby.Niezaprzeczanie prawdzie o nas pozytywnej a czasem fałszywej wytraca broń z ręki manipulator...

Wahadło matematyczne. Sprawozdanie z Doświadczenia

Wahadło matematyczne. Sprawozdanie z Doświadczenia POMIAR PRZYŚPIESZENIA ZIEMKSIEGO PRZY POMOCY WAHADŁA MATETATYCZNEGO 1.Teoria Wahadła Matematycznego WAHADŁO- bryła sztywna wykonująca drgania wokł osi (zwykle poziomej) nieprzechodzącej przez środek ci...

Ignacy Krasicki - biografia.

Ignacy Krasicki - biografia. Ignacy Krasicki urodził się w ziemi sanockiej w 1735 roku. Pochodził z podupadłej rodziny magnackiej. Rodzice wybrali więc dla niego drogę kariery duchownej, na ktrej w wczesnych warunkach najprędzej mgł zdobyć wysokie stanowisko. Nauki szkolne pobiera&...

Miejsce odosobnienia w Berezie Kartuskiej

Miejsce odosobnienia w Berezie Kartuskiej Plan Referatu: 1. Sytuacja polityczna w Polsce w 1934 roku, przyczyny powstania obozu. 2. Organizacja obozu, realia obozowe. 3. Więźniowie obozu: • Narodowcy • Nacjonaliści ukraińscy z OUN • Komuniści i ludowcy •...

Dokąd zmierzam według powieści Henryka Sienkiewicza Quo Vadis?

Dokąd zmierzam według powieści Henryka Sienkiewicza Quo Vadis? Dokąd zmierzam, pytanie bardzo ciekawe, nurtujące, ale co trzeba przyznać bardzo trudne. Na pewno już wiele osb prbowało odpowiedzieć na to pytanie, ale na pewno tylko niewielu osobom się udało. W powie...

Socjologia Managera: praca w zespole, zarządzanie konfliktem, mobbing

Socjologia Managera: praca w zespole, zarządzanie konfliktem, mobbing SOCJOLOGIA MANAGERA Manager. Określenie to, choć ma w naszym słowniku krtką historię, na trwałe weszło do powszechnego zastosowania. Na każdym kroku natrafiamy na przerżnych managers: sales manager, brand ...

Wskaż trzy najskuteczniejsze Twoim zdaniem metody zmniejszania problemu bezrobocia w Polsce. Uzasadniej swoje zdanie.

Wskaż trzy najskuteczniejsze Twoim zdaniem metody zmniejszania problemu bezrobocia w Polsce. Uzasadniej swoje zdanie. Problem bezrobocia istnieje od zawsze. Zmieniają się rządy, programy polityczne,zmienia się ustrj a bezrobocie wciąż jest. Przy tych zmianach zmienia się nie samo bezroboc...

Choroby dziedziczne

Choroby dziedziczne Choroby dziedziczne przenoszone są za pośrednictwem chromosomw komrek płciowych (plemnika i komrki jajowej) z rodzicw na potomstwo (np. hemofilia, daltonizm). Mutacje dziedziczne : Mutacje dziedziczne to skokowe zmiany w genotypie organizmw żywych. Rozrżnia się mu...

Zobacz wszystkie

Nawigacja

Tagi

studia szkoa streszczenie notatka ciga referat wypracowanie biografia opis praca dyplomowa opracowania test liceum matura ksika

Prawa

Do g?ry