Viskosität. Gruppe 15: Markus Krause, Tobias Nigst Ziel

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1 PROTOKOLL ZU VERSUH 4 Gruppe 5: Marku Kraue, Tobia i Ziel Die Abhänikei der von n-uan--ol von der Teperaur oll uneruch werden. Außerde werden die Diche und die von Michunen au Ehanol und Waer i verchiedenen Zuaenezunen eeen. Dazu wird ein Owald-Vikoieer benuz, bei de die Zei eeen wird, die die Flüikei brauch, u durch eine Kapillare zu röen. Die Erebnie erlauben eine Dikuion, inwiefern zwichenolekulare Kräfe Auwirkunen auf die Fließeienchafen haben.. Theoreicher Hinerrund Die i eine Eienchaf von Flüikeien und Gaen, die de Fließen eneenwirk, wenn eine Kraf auf ie aueüb wird. Sie i ein Auaß, wie ark eine ich beweende Schich eine benachbare i ich ziehen kann. Der Grund der ind Anziehunkräfe zwichen den Molekülen, die bei Sröun eine innere Reibun erzeuen. Je eriner die i, deo leich und chneller fließ die Flüikei. Geeen wird die z.. i eine Owald- Vikoieer. Dabei wird da Reervoir O i der Flüikei bi zu einer beien Marke efüll. ach Teperaurauleich i eine Waerbad wird die Flüikei über die Marke M aneau. E wird die Zei eopp, die der Flüikeipieel benöi, u von M nach M zu fallen. ach de Haen-Poieullechen Geez und der Haenbachchen Korrekur erib ich die der Flüikei zu: 4 πr h V 8Vl 8πl Abbildun : Owald- Vikoieer Wird die Flüikei ier leich hoch in da Reervoir O efüll, o laen ich die Vorfakoren zu Apparaekonanen zuaenfaen () ()

2 Andere Mölichkeien zur eun ind durch Fallkörper- und Roaionvikoieer eeben, i denen haupächlich ehr roßer en eeen. Die Teperaurabhänikei der bei lainarer Sröun erib ich zu RT A e E a / () wobei E a die Akivierunenerie der lainaren Sröun i. Diee Enerie dien der Überwindun der inerolekularen Kräfe, die eine Verchiebun paralleler Schichen breen. In der Gleichun auch der olzannfakor auf, weil dieer zur Anzahl der Moleküle i der Mindeenerie E a proporional i.. Veruchdurchführun Zur eiun der Apparaurkonanen wird die Durchfluzei für Waer einal bei Ziereperaur und bei ewa 40 durcheführ. Danach wird n-uan--ol in da Owald-Vikoieer efüll. Die Sareperaur lie bei Raueperaur. ach der Meun der Durchfluzei wird erhiz, auf Teperaurkonanz eware und die Meun wiederhol. Inea wird die Durchfluzei bei ach verchiedenen Teperauren zwichen Raueperaur und 5 bei. Für Veruch werden Pyknoeer zunäch leer ewoen. Diee werden i Ehanol/Waer-Michunen i eine Molenbruch von Ehanol von 0., 0., 0., 0.4, 0. und 0.8 efüll, die eäß Tabelle 4.4 hereell werden. ach einer halben Sunde werden die Pyknoeer nochal ewoen. Die Meun der Durchfluzeien für die verchiedenen Michunen finde bei Ziereperaur a. 4. Reulae ei Erhizen der Flüikei aeln ich ier ehr Gablaen a Vikoieer, weil da Waer bei höherer Teperaur wenier Gae löen kann. E eraben ich folende Mewere: eiun der Konanen und Teperaur [ ] 0 40 Durchfluzei [] 9, beiun n-uan--ol Teperaur [ ] Durchfluzei [] 45,9 97,4,5,9 9, 78, 4,5 beiun EOH/Waer bei 0 Molenbruch EOH 0, 0, 0, 0,4 0, 0,8 Mae leer [] 7,948,479,85,555 5,998,047 Mae voll [] 7,4 5,78,50 5,45 4,87 4,47 Voluen [c³] 9,84 9,90 0,4 0,9 9,778 0, Durchfluzei, , 40,,

3 5. Auwerun und Dikuion Die von Waer berä bei 0 ² 0,00, bei 40 ² 0 0,59. Die Dichen von 0,998 c bzw. 0,99 c erhäl an au Tabellenwerken. Da der Dicheunerchied nur 0,5% berä, könne er auch vernachläi werden. Geäß Gleichun werden die Konanen und bei ,77 0,540 0, ,995 0,998 0,00 0 0,995 0, , ,58 0,054 0,04 998, 9, 0,00 99, 0 0,59 9, ) ( 9, 0,998 9, 0,00 0,99 0 0,59 ) ( c k k c c ERGEIS: 8 0,7 0,9 0

4 U die Akivierunenerie bei lainarer Sröun von n-uan--ol zu beien werden zunäch die en bei den eeenen Teperauren errechne. Die Diche von n-uan--ol erib ich dabei durch die Gleichun ( α( 8 )) (4) 8 i der Diche von 0,805/c³ bei 8 und de Gradienen α von 940. beiun n-uan--ol Teperaur [ ] Durchfluzei [] 45,9 97,4,5,9 9, 78, 4,5 Diche [/c³] 0,805 0,7990 0,7945 0,790 0,7858 0,785 0,775 0,77 [0 - /²],45,74,8,84,59,05,058 0,8 ln() -5,8-5,90 -,0 -,0 -,48 -,4 -,85-7,0 Teperaur [K] /T [0 - K - ],4,4,8,,,0,0,97 5 Die ni wie die Diche bei eiender Teperaur ab. ei erinerer Diche ind wenier Moleküle pro Voluen vorhanden, die durch Ipulüberraun die eweun einer fließenden Schich abbreen können. Außerde ni i der Teperaur die heriche eweun der Teilchen zu und deren Anziehunkräfe ab. In eine Diara wird ln() een /T auferaen. n-uan--ol -5,7-5,9 y 059,5x -, -, ln () -, -,5 -,7 -,9-7,,95E-0,00E-0,05E-0,0E-0,5E-0,0E-0,5E-0,0E-0,5E-0,40E-0,45E-0 /T [/K] Durch Uforun von Gleichun erhäl an den Zuaenhan zwichen ln() und /T. 4

5 A e E a / RT Ea ln A RT Ea ln ln A R T Die Seiun der Geraden enprich de Quoienen au E a und R, der Ordinaenabchni ln A. ERGEIS: J E a ( 059,5 ± ) K 8,45 (5,4 ± 0,) K Mol kj Mol Der Veruch zur beiun der Michunen von Ehanol und Waer wird auewere, inde die Diche und die der Michunen zunäch errechne werden. In eine eeinaen Diara werden dann die Diche/Molenbruch Ehanolund /Molenbruch Ehanol-Kurven auferaen. Daneben werden auch Lieraurwere für die Molenbrüche 0 und auferaen. Molenbruch Ehanol Diche [/c³] [0 - /²] 0,0 0, 0, 0, 0,4 0, 0,8,0 0,998 0,9 0,9 0,898 0,849 0,8404 0,84 0,79,00,94 4,700,80,57,04,9,0 Die en der Michunen ind rößer al die de Waer bei leicher Teperaur. Die Diche ni bei rößer werdende Molenbruch unerhalb 0,4 chneller ab al oberhalb 0,4. Die ha ein Maxiu u den Molenbruch 0, und ni oberhalb 0,4 unefähr i leichen Maße wie die Diche ab. Der Verlauf der Diche lä ich dai erklären, da Ehanol eine erinere Diche al Waer ha und o i zunehende Aneil von Ehanol in erer äherun ink. Wird der Molenbruch rößer al 0,4 werden Waeroleküle in die Ehanolrukur einelaer. Dadurch ink da olare Voluen, d.h. da die Diche i zunehenden Ehanolaneil lanaer ink. Da Maxiu der bei x lä ich dadurch erklären, da die Ehanololeküle a been durch Waer koordinier werden (verulich okaedriche Koordinaion). Durch Waeroffbrückenbindunen reen die ärken Wechelwirkunen uner den Molekülen auf, wodurch die a rößen wird. ei höhere Aneil Ehanol ni die Koordinaion wieder ab und oi auch die. Die Abnahe der bei Molenbrüchen über 0,4 erib ich au der Abnahe der Diche. 5

6 Ehanol/Waer,05 5,00E-0 4,50E-0 4,00E-0 0,95,50E-0,00E-0 Diche 0,9,50E-0,00E-0 Diche 0,85,50E-0 0,8,00E-0 5,00E-04 0,75 0,00E00 0 0, 0,4 0, 0,8 Molenbruch EOH ei de Maxiu der chein auch der Wer der Diche, de on linearen Verlauf in diee ereich, erhöh zu ein, wa ebenfall auf die beondere Koordinaion zurückeführ werden kann Mefehler raen bei der efüllun de Reervoir auf, da diee nich ier leich hoch befüll war. De Weieren lä ich die Zei nur auf ewa 0, enau oppen und e ri bei roßen Teperauren ein Gradien zwichen de Heizerä und de Vikoieer von ewa - auf. Dehalb wurde die Teperaur ab 50 i eine Theroeer i Waerbad direk neben de Vikoieer eeen.