KWALIFIKACJA CHM6 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 23.
Którą wielkość fizykochemiczną cieczy można oznaczyć przy pomocy zestawu przedstawionego na rysunku?
Ilustracja przedstawia zestaw laboratoryjny używany do pomiaru lepkości cieczy, co jest istotne w kontekście egzaminu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Lepkość jest wielkością opisującą opór cieczy przeciw płynięciu (tarcie wewnętrzne). Zestawy do jej oznaczania wykorzystują kontrolowany przepływ/ścinanie cieczy lub pomiar czasu/oporów ruchu elementu w cieczy. Pozostałe odpowiedzi dotyczą innych metod i innej aparatury (np. gęstościomierzy lub aparatu do wyznaczania temperatur).

Pełne wyjaśnienie:

Lepkość to wielkość fizykochemiczna charakteryzująca opór cieczy przeciw płynięciu (tarcie wewnętrzne). W praktyce przemysłu chemicznego kontrola lepkości jest bardzo ważna, bo wpływa na: łatwość pompowania, dobór średnic rurociągów, intensywność mieszania, wymianę ciepła oraz jakość wyrobów (np. roztworów, zawiesin, farb, klejów czy żywic).

Zestaw pokazany na rysunku (typowy dla pomiaru lepkości) służy do powiązania zachowania cieczy podczas przepływu lub ścinania z wartością lepkości. Dlatego poprawna jest odpowiedź "Lepkość."

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do takiego zestawu?

  • "Gęstość." – gęstość wyznacza się inną aparaturą (np. piknometrem, areometrem, gęstościomierzem). Pomiar gęstości opiera się na masie i objętości albo wyporności, a nie na oporze przepływu.
  • "Temperaturę zapłonu." – temperatura zapłonu wymaga aparatu do badań palności i zapłonu, z kontrolowanym podgrzewaniem próbki i źródłem zapłonu. To badanie bezpieczeństwa pożarowego, a nie właściwości przepływowych.
  • "Temperaturę krzepnięcia." – temperatura krzepnięcia dotyczy przejścia fazowego i wymaga układu chłodzenia oraz obserwacji momentu krystalizacji/zmiany właściwości w funkcji temperatury, a nie zestawu do wymuszonego przepływu.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na rysunku widać układ związany z przepływem, czasem wypływu, ruchem elementu w cieczy albo reologią, najczęściej chodzi właśnie o oznaczanie lepkości.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Lepkość opisuje opór cieczy przeciw płynięciu (tarcie wewnętrzne). W praktyce wpływa na to, jak trudno medium przepompować, jak miesza się w mieszalniku oraz jak zachowuje się w rurociągach. Zmiany lepkości często sygnalizują zmianę składu, temperatury lub jakości produktu.
Najczęściej widać elementy związane z przepływem lub ruchem w cieczy: układ wypływu przez cienki kanał, pomiar czasu przepływu albo element zanurzony, którego ruch/oporowanie jest mierzone. Takie cechy wskazują na badanie właściwości reologicznych, czyli lepkości.
Gęstość wynika z relacji masy do objętości lub z wyporności, więc wymaga przyrządów typu areometr, piknometr albo gęstościomierz. Lepkość dotyczy oporu przepływu/ścinania, więc mierzy się ją metodami przepływowymi lub reologicznymi. To inne zjawiska i inne zasady pomiaru.
Lepkość kontroluje się m.in. przy przygotowaniu roztworów i zawiesin, podczas mieszania, w procesach ogrzewania/chłodzenia oraz przed pompowaniem i napełnianiem opakowań. Jest to też częsty parametr kontroli jakości wyrobów, bo wpływa na użytkowe właściwości produktu.
Dla wielu cieczy wzrost temperatury powoduje spadek lepkości (ciecz staje się "rzadsza"), a spadek temperatury – wzrost lepkości. Dlatego pomiary lepkości wykonuje się przy określonej temperaturze, a w procesie technologicznym często stosuje się podgrzewanie, aby ułatwić transport lepkich mediów.
Ciecz newtonowska ma lepkość niezależną od szybkości ścinania, czyli przy różnych "warunkach mieszania/przepływu" zachowuje stałą lepkość (w danej temperaturze). Wiele produktów przemysłu chemicznego bywa nienewtonowskich, więc ich "lepkość" zależy od sposobu wymuszenia przepływu.
Temperatura zapłonu dotyczy bezpieczeństwa pożarowego: bada się, przy jakiej temperaturze pary cieczy mogą ulec zapłonowi. Wymaga to aparatu z kontrolowanym podgrzewaniem i procedury zapłonu. Lepkość natomiast dotyczy oporu płynięcia i mierzy się ją metodami przepływu lub reometrii.
Najczęstsze błędy to wybór "gęstości" z przyzwyczajenia (bo jest często omawiana), pomylenie badania lepkości z pomiarem temperatur (zapłonu/krzepnięcia) oraz ignorowanie funkcji elementów zestawu. Warto szukać cech wskazujących na przepływ, czas wypływu lub opór ruchu w cieczy.
Wyższa lepkość zwykle oznacza większe straty ciśnienia w rurociągu i trudniejsze zasysanie/tłoczenie, co wpływa na dobór typu pompy, mocy napędu i parametrów pracy. W praktyce lepkość determinuje też ryzyko przeciążenia i problemy z rozruchem instalacji po postoju.
Tak. Gęstość zależy głównie od składu i temperatury, a lepkość silnie reaguje na temperaturę, strukturę (np. polimery, zawiesiny) i sposób ścinania. Dwa roztwory mogą mieć podobną gęstość, ale zupełnie inną lepkość, co w praktyce zmienia warunki pompowania i mieszania.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 41% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Lepkość jest wielkością opisującą opór cieczy przeciw płynięciu (tarcie wewnętrzne)."

Źródła:

  • White, F.M., "Viscous Fluid Flow" (podstawy lepkości i przepływów lepkich) – źródło ogólne z inżynierii przepływu.
  • Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N., "Transport Phenomena" (lepkość i zjawiska transportu pędu) – źródło ogólne dla procesów chemicznych.

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw reologii i właściwości fizykochemicznych cieczy
  • Instrukcje obsługi (DTR) typowych wiskozymetrów stosowanych w laboratoriach przemysłu chemicznego
  • Materiały dydaktyczne z metrologii przemysłowej i kontroli jakości w przemyśle chemicznym

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego