Feladat: 56. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Balogh Sándor ,  Kánnár János ,  Komorowicz János ,  Rácz Attila ,  Szövényi-Lux Mátyás ,  Tigelmann Péter 
Füzet: 1983/február, 94 - 95. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Hőtani mérés, Folyadék áramlása csőben, Newton-féle viszkozitási törvény, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1982/október: 56. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Ha egy csövön folyadékot folyatunk át, a cső két vége közti nyomáskülönbség (▵p) és a t idő alatt átáramlott térfogat (V) között a következő összefüggés (Hagen─Poiseuille törvény) áll fenn:

Vt=πr48lη▵p,(1)
ahol r a cső sugara, l a hossza, η a folyadék viszkozitási együtthatója.
Ezen összefüggés alapján méri a viszkozitást a gyári Ostwald viszkoziméter. Ilyen berendezés nem állt rendelkezésemre, így a készüléket orvosi fecskendőből, fürdőszobamérlegből és papírtölcsérből az ábrán látható módon állítottam össze. A fecskendőből kifolyó zsírt a papírtölcsér gyűjtötte össze, a zsírra ható nyomóerőt a fürdőszobamérleg mutatta. Ha az (1) összefüggést víz és zsír esetén is felírjuk, majd a két összefüggést átrendezzük, a következő összefüggést kapjuk:
ηzs=Fzs⋅tzsFv⋅tvηv,(2)
ahol ηzs,ηv a zsír, illetve a víz viszkozitási együtthatója, Fzs,Fv a zsírra, illetve a vízre ható erő, tzs,tv pedig a zsír, illetve a víz átáramlási ideje. A víz viszkozitási együtthatója1,009⋅10-3Pa s.
A mérési eredményeket a táblázat első három sora tartalmazza. A negyedik sorban a (2) összefüggés alapján számolt viszkozitási együttható található.
|vizzsir|T(∘C)1020304050607080|t(s)17,512144,229,526,536,218,623,426,5|F510030303020302010|103η(Pa s)1,00914015109,28,36,45,43,1

Minden mérésnél 10cm3 zsír átnyomásának idejét mértem stopperórával. A zsírt elektromos főzőlapon felmelegítettem, majd hűlés közben mérve a hőmérsékletét, a megfelelő hőmérsékletű zsírt tettem a viszkoziméterbe. 10∘C-ra a szabadban hűtöttem le a zsírt, mivel a kinti levegő hőmérséklete 10∘C alatt volt. A hőmérsékletmérés hibája így 3∘C. Az időmérés hibája emellett elhanyagolható. Az erőmérés hibája 10%. A mérés hibahatárai a grafikonon is láthatók.
A görbéből azonnal kitűnik, hogy a zsír viszkozitása a hőmérséklettől erősen függ. A 10∘C és a 20∘C közötti nagy ugrás kézenfekvő, mivel a mérésnél használt zsír körülbelül 15∘C-on szilárdult meg.
 
 Kánnár János (Nagykanizsa, Landler J. Gimn., II. o. t.)