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

2971. Менеджмент и организация производственной деятельности 648 KB
  Производственная структура предприятия Типы производств и их технико-экономическая характеристика Типы предприятий научные открытия, изобретения и рационализаторские предложения. Патентно-лицензионная деятельность предприятия...
2972. Финансовые ресурсы предприятий 316.5 KB
  Характеристика финансовых ресурсов предприятия Финансовые ресурсы предприятия – это денежные средства, имеющиеся в его распоряжении. Однако для полного понимания содержания финансовых ресурсов определение необходимо дополнить следующими полож...
2973. Перспективы развития телекоммуникаций в России 175.5 KB
  В соответствии с объектом и предметом исследования были поставлены следующие задачи: осветить основные исторические этапы становления и развития телекомуникаций в России, перечислить основные виды связи рассмотреть существующие стандарты...
2974. Макроэкономический анализ и модель кругооборота экономических благ и ресурсов 203 KB
  Макроэкономический анализ и модель кругооборота экономических благ и ресурсов. Проблемы национальной экономической сферы макроэкономического анализа, позволяющая дать общую картину рыночного хозяйства страны. Макроэкономический анализ помогает объяс...
2975. Стратегии развития организации на примере ЗАО Региональная топливно – энергетическая компания 281.5 KB
  Теоретические основы формирования и оценки стратегии развития организации. Анализ стратегии развития организации на примере ЗАО «Региональная топливно – энергетическая компания» Рекомендации по разработке стратегии развития ЗА...
2976. Разработка теории личности в отечественной науке первой трети XX века 256 KB
  Разработка теории личности в отечественной науке первой трети XX века (к 90-летию Психологического института) В этой работе мы предпринимаем попытку оценить вклад научной школы Психологического института и отдельных ученых, ее представляющих, в разв...
2977. Виды твердых растворов 227.09 KB
  Опишите виды твердых растворов. Приведите примеры. Дайте определение твердости. Какими методами измеряют твердость металлов и сплавов? Опишите их. Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющ...
2978. Сварочные трансформаторы 216.5 KB
  Одним из важнейших преимуществ переменного тока перед постоянным является легкость и простота, с которой можно преобразовать переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Достигается это посредством простого и остро...
2979. Особенности усыновления и его правовые стороны 190.5 KB
  Нынешнее состояние безнадзорности и правонарушений несовершеннолетних свидетельствует о том, что негативные последствия изменившейся социально-экономической ситуации в стране в первую очередь отразились на детях. Постоянную тенденцию в сторону ...