15.03.2004r
Aleksandra Danysz
Sekcja 2
TEMAT Wyznaczanie energii aktywacji przepływu cieczy lepkiej
CEL 1
Wyznaczenie energii aktywacji przepływu cieczy lepkiej na podstawie wykresu
CEL 2
Wyznaczenie energii aktywacji poprzez pomiar czasu przepływu cieczy o znanej lepkości w znanej temp
WSTĘP TEORETYCZNY I METODA
Przemieszczanie się cząsteczek cieczy polega na przeskokach z jednego położenia równowagi do drugiego. Przeskoki te odbywają się jeśli energia cząsteczki przekroczy pewną określoną minimalną wartość, zwaną energią aktywacji (E). Cząsteczka uzyskuje ją dzięki przypadkowemu wzrostowi energii ruchu termicznego. Współczynnik lepkości cieczy możemy wyrazić wzorem:
gdzie:
η-lepkość cieczy
e- podstawa logarytmu naturalnego
E-energia aktywacji
k- stała Boltzmana
T- temperatura
Jak wynika z przedstawionego wzoru, lepkkość cieczy silnie maleje wraz ze wzrostem temperatury. Po logarytmowaniu równanie przedstawia się tak:
ln η=lnA+
Dla niewielkich zmian temperatury wykres ma charakter prostoliniowy, tangens kąta nachylenia jest równy:
R- stała gazowa; R=8.314 J/K mol
Lepkości cieczy właściwej można również obliczyć ze wzoru:
η =K [cP]
K- stała wiskozymetru , K= 1.75
W doświadczeniu korzystamy z wiskozymetru kapilarnego. Po włączeniu termostatu i ustabilizowaniu temperatury dokonujemy pomiary czasu przepływu cieczy przez wiskozymetr dla temperatur 25ºC, 30ºC, 35ºC i 40ºC. Obliczamy lepkość cieczy (η), rysujemy wykres oraz obliczamy energię aktywacji.
WYNIKI
Czas przepływu w danych temperaturach:
T [ºC]
t [s]
25
47.85
30
43.85
35
38.12
40
35.85
Zestawienie uzyskanych wartości: lepkości cieczy dla określonych temperatur oraz logarytmu lepkości i odwrotności temperatury
T[K]
298,16
303,16
308,16
313,16
η [a]
ln η
3,354
3,299
3,245
3,193
WNIOSKI
1.Wykres przedstawia zależność liniową
2.Energia aktywacji E jednego mola wody wynosi 18,03036[kJ]
Tomplus