13326

Визначення вязкості рідини капілярним віскозиметром

Лабораторная работа

Физика

Лабораторна робота № 12 Визначення вязкості рідини капілярним віскозиметром. Мета роботи: авивчення властивостей рідини; бекспериментальне визначення коефіцієнта вязкості рідини. Прилади та матеріали: віскозиметр секундомір спирт дистильована вод

Украинкский

2013-05-11

365 KB

13 чел.

Лабораторна робота № 12

Визначення в'язкості рідини капілярним віскозиметром.

Мета роботи:

а) вивчення властивостей рідини;

б) експериментальне визначення коефіцієнта в'язкості рідини.

Прилади та матеріали : віскозиметр, секундомір, спирт, дистильована вода.

Короткі теоретичні відомості:

Розглядаючи усталений рух рідини по нерухомій площині, яка нею змочується, ми знаходимо, що швидкість різних шарів різна. Найбільшу швидкість має верхній шар, а найменшу - шар, що переміщається по самій поверхні дна. Це пояснюється переходом молекул з одного шару в другий, з одного боку, а з другого - значними силами молекулярного зчеплення. Якщо взяти два шари рухомої рідини ( один під одним ) на віддалі h і позначити швидкість нижнього шару через V1, а з верхнього - через V2 (V1> V2), то проміжні шари будуть переміщатись із швидкостями, що поступово змінюються в межах від V1 до V2

Вираз  , що характеризує зміну між шарами рідини, має назву градієнта швидкості.

Сила , що загальмовує рух рідини, нагадує до деякої міри силу тертя, що виникає під час руху одного тіла по поверхні другого. Силу, що називають внутрішнім тертям, або в'язкістю рідини.

Сила внутрішнього тертя F пропорціональна величині поверхні S стичних шарів і градієнтові швидкості

    (1)

коефіцієнт пропорційності , що характеризує властивості рідини, має назву коефіцієнта внутрішнього тертя, або в'язкості рідини.

Розв'язуючи рівняння (1) відносно ц, знаходимо:

  (2)

звідси видно, що коефіцієнт в'язкості ц чисельно дорівнює силі тертя, яка виникає на одиниці поверхні між двома стичними шарами рухомої рідини при градієнті швидкості, що дорівнює одиниці величина коефіцієнта в'язкості має велике значення при визначенні якості мастильних матеріалів. Коефіцієнт в'язкості можна визначити дослідним шляхом на підставі закону Пуазейля, який виражається такою формулою:

  (3)

де V - об'єм рідини, що витікає з довгої капілярної трубки, р - різниця тисків на кінцях трубки, r - радіус капіляра, t - час витікання рідини, l - довжина капіляра і  - в'язкість рідини (коефіцієнт в'язкості).

З формули (3) знаходимо величину в'язкості :

  (4)

якщо рідина витікає під впливом власної ваги, то різниця тисків р дорівнює гідростатичному тискові, тобто

  (5)

де  - густіша рідини, g - прискорення сили земного тяжіння і h - висота стовпа рідини

Підставляючи значення р з формули (5) у формулу (4), дістанемо:

  (6)

якщо відома в'язкість однієї рідини, наприклад води, то наше завдання значно спрощується.

Справді, позначивши для води: в'язкість через ; густину - 0 і час витікання - t0 і користуючись формулою (6), можна написати ( при інших однакових умовах, тобто величин h, г, V, l  - сталі):

  1.  для досліджуваної рідини:

  (7)

  1.  для води:

  (8)

поділивши почленно останні два вирази, дістанемо:

 (9)

звідки остаточно знаходимо:

  (10)

Отже, для визначення в'язкості даної рідини нам треба знайти: густин у цієї рідини , час витікання і час витікання води t0. Значення в'язкості води  і густини її

беруть з таблиць.

Хід роботи:

1 Налити в віскозиметр воду.

  1.  За допомогою груші наповнити розширення g та k. Дати можливість воді витікати.
  2.  Включити секундомір в момент проходження водою поділки М та виключити після проходження поділки Н. Визначити час витікання води.
  3.  Вилити воду, налити спирт і повторити аналогічні досліди із спиртом. Визначити час витікання спирту.
  4.  Всі досліди повторити три рази.

Звітна таблиця:

№ п/п

t

t0

t0

,%

Контрольні запитання:

  1.  Який механізм внутрішнього тертя в рідинах?
  2.  В яких одиницях вимірюється  в СІ?
  3.  Чи однакова швидкість витікання рідини в капілярі і в широкій трубці?
  4.  Чому в віскозиметрах користуються капілярами?

Література

  1.  Дущенко В.ГІ. Фізичний практикум: ч. 1.-К.: Вища школа. 1981.
  2.  Практикум для виконання лабораторних робіт. Під ред Кембров



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40795. Явление резонанса. Частотные характеристики 65.71 KB
  Частотные характеристики Резонансом называется такой режим работы цепи включающей в себя индуктивные и емкостные элементы при котором ее входное сопротивление входная проводимость вещественно. Следствием этого является совпадение по фазе тока на входе цепи с входным напряжением. Резонанс в цепи с последовательно соединенными элементамирезонанс напряжений Для цепи на рис. В цепи преобладает индуктивность т.
40796. Характеристическое сопротивление и коэффициент распространения симметричного четырехполюсника 96.65 KB
  Для записи уравнений четырехполюсника выделим в произвольной схеме ветвь с единственным источником энергии и любую другую ветвь с некоторым сопротивлением см. Учитывая что в соответствии с принципом взаимности видно что коэффициенты четырехполюсника связаны между собой соотношением Уравнения 3 и 4 представляют собой основные уравнения четырехполюсника;...
40797. Электрические фильтры 65.69 KB
  Качество фильтра считается тем выше чем ярче выражены его фильтрующие свойства т. Классификация фильтров Название фильтра Диапазон пропускаемых частот Низкочастотный фильтр фильтр нижних частот Высокочастотный фильтр фильтр верхних частот Полосовой фильтр полоснопропускающий фильтр Режекторный фильтр полоснозадерживающий фильтр и где В соответствии с материалом изложенным в предыдущей лекции если фильтр имеет нагрузку сопротивление которой при всех частотах равно характеристическому то напряжения и соответственно токи на...
40798. Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах 64.74 KB
  Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах. Причины возникновения несинусоидальных напряжений и токов могут быть обусловлены или несинусоидальностью источника питания или и наличием в цепи хотя бы одного нелинейного элемента. Кроме того в основе появления несинусоидальных токов могут лежать элементы с периодически изменяющимися параметрами. Характеристики несинусоидальных величин Для характеристики несинусоидальных периодических переменных служат следующие величины и коэффициенты приведены на примере...
40799. Переходные процессы в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами 66.4 KB
  Для цепей с заданными постоянными или периодическими напряжениями токами источников принужденная составляющая определяется путем расчета стационарного режима работы схемы после коммутации любым из рассмотренных ранее методов расчета линейных электрических цепей. общее решение уравнения 2 имеет вид 4 Соотношение 4 показывает что при классическом методе расчета послекоммутационный процесс рассматривается как наложение друг на друга двух режимов – принужденного наступающего как бы сразу после коммутации и свободного имеющего...
40800. Способы составления характеристического уравнения 81.02 KB
  Характеристическое уравнение составляется для цепи после коммутации. путем исключения из системы уравнений описывающих электромагнитное состояние цепи на основании первого и второго законов Кирхгофа всех неизвестных величин кроме одной относительно которой и записывается уравнение 2; путем использования выражения для входного сопротивления цепи на синусоидальном токе; на основе выражения главного определителя. Согласно первому способу в предыдущей лекции было получено дифференциальное уравнение относительно напряжения на...
40801. Переходные процессы в цепи с одним накопителем энергии и произвольным числом резисторов 81.22 KB
  Переходные процессы в цепи с одним накопителем энергии и произвольным числом резисторов. Общий подход к расчету переходных процессов в таких цепях основан на применении теоремы об активном двухполюснике: ветвь содержащую накопитель выделяют из цепи а оставшуюся часть схемы рассматривают как активный двухполюсник А эквивалентный генератор см. Совершенно очевидно что постоянная времени здесь для цепей с индуктивным элементом определяется как: и с емкостным как: где входное сопротивление цепи по отношению к зажимам 12 подключения...
40802. Расчет переходных процессов с использованием интеграла Дюамеля 64.54 KB
  Метод переменных состояния Уравнения элекромагнитного состояния – это система уравнений определяющих режим работы состояние электрической цепи. Метод переменных состояния основывается на упорядоченном составлении и решении системы дифференциальных уравнений первого порядка которые разрешены относительно производных т. Количество переменных состояния а следовательно число уравнений состояния равно числу независимых накопителей энергии. К уравнениям состояния выдвигаются два основных требования: независимость уравнений; возможность...
40803. Сущность операторного метода 83.67 KB
  В результате этого производные и интегралы от оригиналов заменяются алгебраическими функциями от соответствующих изображений дифференцирование заменяется умножением на оператор р а интегрирование – делением на него что в свою очередь определяет переход от системы интегродифференциальных уравнений к системе алгебраических уравнений относительно изображений искомых переменных. Изображения типовых функций Оригинал А Изображение Некоторые свойства изображений Изображение суммы функций равно сумме изображений слагаемых: . Законы...