Warszawa, dn.

Ćw. 2.2a : Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Ostwalda .

Cel Ćwiczenia:

Zapoznanie się metodą wyznaczania współczynnika lepkości oraz wyznaczenie zależności miedzy lepkością a stężeniem procentowym roztworów gliceryny.

Wstęp:

Ciecze są stanem skupienia podobnie jak gazy i ciała stałe. Przy niskich temperaturach ciecze mają zbliżoną budowę do ciał krystalicznych , a przy wysokich temperaturach bliskie gazom.

Parametrami za pomocą których możemy opisać ciecze to :gęstość, lepkość, napięcie powierzchniowe. Ciecze zbudowane Są z warstw , które się wzajemnie miedzy sobą przemieszczają , gdy jedna warstwa porusza się szybciej , to działa na wolniejsza siłą przyśpieszającą, a ta wolniejsza siłą spowalniającą, oddziaływanie tych dwóch sił nazywamy siłami tarcia wewnętrznego. Siła tarcia wewnętrznego jest proporcjonalna do powierzchni warstwy cieczy q i gradientu prędkości cieczy ∆w i odległości warstw o ∆l.

Wyznaczone ze wzoru η jest współczynnikiem lepkości cieczy lub lepkością bezwzględną, podawaną w [Pa*s]=[N*s*m^-2].

Drugim rodzajem lepkości jest lepkość względna , opisywana jako stosunek współczynnika lepkości cieczy badanej do wsp. Lepkości cieczy wzorowej :

Trzecim sposobem określania lepkości cieczy jest lepkość kinematyczna, rozumiana jak stosunek lepkości η do gęstości d:

lepkość kinematyczną podajemy w stokesach [cm² *s]

Ciecze umieszczone w wiskozymetrze poruszają się jednym z trzech rodzajów ruchu:

Do obliczania rodzaju ruchu cieczy wykorzystujemy liczbę Reynoldsa :

w liczniku mamy: ws- prędkość średnią, R-promień rurki, d-gęstość cieczy.

Jeżeli liczba Reynoldsa jest :

Lepkość Cieczy mierzy na dwa sposoby :

Wiskozymetr Ostwalda mam postać u-rurki z podwójnym rozszerzeniem, które przechodzi w kapilarę. W górnej i dolnej części rozszerzenia znajduja się dwie kreski a i b. Ciecz wlewa się do wiskozymetru poniżej kreski b a następnie zasysa się gruszka do kreski a i mierzy się czas przepływu cieczy między tymi kreskami na podstawie tego pomiaru wyznaczamy lepkość cieczy.

Ze wzoru możemy wyliczyć współczynnik lepkości cieczy:

Pomiary w wiskozymetrze Ostwalda musimy wykonywać porównawczo , ponieważ pomiar wykonywany ta metodą jest obarczony dużym marginesem błędu , dlatego pomiary wykonujemy kilkukrotnie, a oprócz tego współczynnik lepkości badanej cieczy mierzymy ze stosunku lepkości cieczy badanej do cieczy wzorcowej(cieczy).

-nazywamy naprężeniem ścinającym, a iloraz
(szybkość ścinania), zjawisko to ma związek z reologią( czyli tzw. zmiana wymuszona kształtu cieczy i zjawiska z tym związane). Na podstawie naprężenia ścinającego ciecze możemy podzielićna:

Piknometryczna metoda wyznaczania gęstości cieczy polega na : zważeniu naczynka piknometru na wadze analitycznej, następnie napełnienia je woda i ponownego zwarzenia, i w końcu napełnienia cieczą badaną.

Wykonanie ćwiczenia:

Obliczam średni czas przepływu cieczy:

Obliczam gęstość metoda piknometryczną:

Oblicza współczynniki lepkości bezwzględnej:

Lepkość poszczególnych roztworów gliceryny(bezwzględna):

Obliczam Lepkość względną: