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

56179. ВИГОТОВЛЕННЯ ІГРАШОК-СУВЕНІРІВ “СПОРТСМЕНИ“ 56.5 KB
  Із поролону вирізати деталі: тулуб разом із головою та ноги. Із коричневого драпу вирізати деталі тулуба й ніг. З’єднати деталі тулуба із тканини й поролону зметати й зшити косим стібком через край. З’єднати деталі із тканини й поролону зметати й зшити.
56181. Німецька мова — одна з найкращих європейських мов 145.5 KB
  Stimmt. Ich bin damit einverstanden. Auβerdem werden wir H?rverstehen?ben, Sprachreaktion entwickeln, die Liebe zur deutschen Sprache beitragen. Jetzt beginnen wir mit der Wortschatzarbeit.
56184. Справочник юного натуралиста 977.5 KB
  Сельским жителям лесостепных районов УССР известна эта небольшая серая птица с коричневой подковкой на груди. Дятел Дятлы тоже принадлежат к лазающим птицам в полном смысле этого слова и при лазанье по коре деревьев очень ловко умеет пользоваться парным расположением своих пальцев.
56185. ЧЕЛОВЕК И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА 190.5 KB
  Развивать интуицию память речь умение логически мыслить делать выводы. Вечное как мир: с чего начинается Родина маминой песни родительского дома или рисунка букваре Изменения Положительные Отрицательные Воды Почвы Население Атмосфера...
56186. The Structure and Functions of British Parliament 103.5 KB
  The British Parliament works in a large building called the Palace of Westminster (popularly known as the Houses of Parliament). This contains offices, committee rooms, restaurants, bars, libraries and even some places of residence.