22842

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ВНУТРІШНЬОГО ТЕРТЯ РІДИНИ МЕТОДОМ СТОКСА

Лабораторная работа

Физика

В даній роботі коефіцієнт внутрішнього тертя рідини визначається виходячи з даних про швидкість рівномірного падіння кульки в рідині. При падінні кульки в рідині на кульку діє сила тяжіння архімедова сила і сила опору середовища . Внаслідок змочування поверхні кульки рідиною найближчий до кульки шар рідини має швидкість кульки наслідком чого є виникнення градієнта швидкості. Формула Стокса виражає силу опору середовища кульці що рухається в цьому середовищі: 2 де радіус...

Украинкский

2013-08-04

226.5 KB

35 чел.

РОБОТА №7

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ВНУТРІШНЬОГО ТЕРТЯ РІДИНИ МЕТОДОМ СТОКСА

Вступ. Якщо з деякої причини різні шари рідини мають різну швидкість направленого руху, то між ними виникає сила взаємодії, так звана сила внутрішнього тертя. За законом Ньютона ця сила пропорційна площі поверхні  S, по якій відбувається взаємодія шарів і градієнту швидкості шарів .

,                                                           (1)

коефіцієнт пропорціональності  називається коефіцієнтом внутрішнього тертя, або коефіцієнтом в’язкості. Одиницею виміру коефіцієнта в’язкості в системі СІ є Па∙с .

Теоретичні відомості. В даній роботі коефіцієнт внутрішнього тертя рідини визначається, виходячи з даних про швидкість рівномірного падіння кульки в рідині. При падінні кульки в рідині на кульку діє сила тяжіння , архімедова сила  і сила опору середовища  . Внаслідок змочування поверхні кульки рідиною найближчий до кульки шар рідини має швидкість кульки, наслідком чого є виникнення градієнта швидкості. Тому сила опору середовища є силою внутрішнього тертя. Формула Стокса виражає силу опору середовища кульці, що рухається в цьому середовищі:

,                                                          (2)

де - радіус кульки, - швидкість її руху. З (2) видно, що сила  зростає при збільшенні швидкості руху . Зростання швидкості і сили опору  відбувається до тих пір поки ця сила і архімедова сила  не зрівноважать силу тяжіння , тобто:

.                                                        (3)

Якщо густину кульки і рідини позначити відповідно через  і , то вирааз (3) можна представити у вигляді:

,                                                (3а)

звідки

  .                                                       (4)

Ця формула виявляється точною при русі кульки в необмеженому середовищі. В дійсності на рух кульки впливають стінки посудини. Якщо рух відбувається вздовж осі циліндричної посудини радіуса , врахування впливу стінок приводить до такого виразу для  :

 .                                                    (4а)

В цій формулі швидкість кульки виражена через  , де  - час проходження певної відстані  при рівномірному русі кульки. Величини , , ,  визначаються експериментально, решта береться з таблиць.

Опис методу. Прилад для визначення в'язкості рідини зображено на рис.1. Скляний циліндр, заповнений досліджуваною рідиною кріпиться вертикально і вміщується в скляний циліндр більшого діаметра, заповненого водою. Ця вода відіграє роль термостатуючої рідини і запобігає коливанням температури в системі.

На зовнішньому циліндрі нанесено дві горизонтальні позначки на відстані  одна від одної. Для вимірювання вязкості застосовують кульки невеликого діаметру зі сплаву Вуда, розміри яких визначають за допомогою вимірювального мікроскопа МИР-12. 

За допомогою мікроскопа визначають середній діаметр кульки. Потім кульку з відомим діаметром опускають в циліндр з досліджуваною рідиною по осі циліндра. За допомогою секундоміра визначають час проходження кулькою відстані між двома мітками на циліндрі. Відстань між мітками на циліндрі вимірюють лінійкою, а внутрішній діаметр циліндра - штангенциркулем.

Порядок виконання роботи. 

  1.  За формулою (4а) розрахувати коефіцієнт вязкості рідини, що знаходиться в циліндрі, приймаючи, що густина сплаву Вуда  = 10,88 г/см3, а густина рідини  = 1,26 г/см3.
  2.  Отримати експериментальну залежність швидкості рівномірного руху кульки від її діаметра.
  3.  Оцінити похибку вимірювання коефіцієнта в’язкості рідини.

Література :

  1.  Савельев Д.В., Курс общей физики (том II: Термодинамика и молекулярная физика). М.; Наука, 1990, с. 359-368.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24060. Регуляция водно-солевого обмена 59 KB
  Осморецепторы гипоталамуса при повышении осмотического давления тканевой жидкости стимулируют освобождение АДГ из секреторных гранул. АДГ увеличивает скорость реабсорбции воды из первичной мочи и тем самым уменьшает диурез. Так АДГ сохраняет необходимый объем жидкости в организме не влияя на количество выделяемого NaCl. ликвидируется стимул который вызвал выделение АДГ.
24061. Гормональная регуляция обмена кальция 35.5 KB
  Стимуляция свертывания крови. Концентрация Са в крови стабильна ее колебания не превышают 3. В плазме крови содержится 24 – 4 ммоль л 911 мг кальция. Паратгормон обладает гиперкальциемическим действием и одновременно снижает концентрацию фосфатов в крови.
24062. Витамины. Этапы нарушений обмена витаминов 81.5 KB
  Витамины не синтезируются в организме или синтезируются в таких количествах которые не достаточны для выполнения функций и поэтому должны поступать в составе пищевых продуктов при резкой недостаточности витаминов в организме развивается характерный симптомокомплекс. Функции витаминов. Нарушение функций витаминов: Нарушение обмена витаминов может быть связано с нарушением всасывания витаминов или их транспорта с кровью. Нарушение образования активной формы кофермента или нарушение синтеза апофермента может привести к нарушению функций...
24063. Тиамин – В1 113.5 KB
  Патология: При недостаточности тиамина наблюдается неврологическое заболевание берибери я не могу. Для берибери характерны мышечная слабость истощение плохая координация периферический неврит спутанность сознания снижение частоты сердечных сокращений и увеличение размеров сердца. Биохимическая диагностика берибери свидетельствует о повышении концентрации пирувата что свидетельствует об участии ТПФ в качестве кофермента в пируватдегидрогеназном комплексе.
24064. Витамин В5(РР) 68.5 KB
  Никотиновая кислота синтезируется из триптофана через кинуренин и оксихинолиновую кислоту. окислении SH2 НАД НАДНН ФАД ФАДН2 КоQ КоQН2 цит b цит с цит а цит а3 О2 Никотинамид синтезируется из триптофана Триптофан кинурениназа Кинуреновая кислота В6 Кинуренин 1 В6 Антраниловая кислота 2 Ксантуреновая кислота Оксикинуренин Оксиантраниловая кислота Никотинамид Хинолиновая кислота Патология обмена витамина В5.
24065. Витамин В2 – рибофлавин 41 KB
  ФАД – участвует в следующих реакциях: Окислительное декарбоксилирование пирувата – входит в состав пируватдегидрогеназного комплекса: СН3СОСООН СН3СОSКоА Окислительное декарбоксилирование кетоглутарата – входит в состав кетоглутаратдегидрогеназного комплекса: НООССН2СН2СОСООН НООССН2СН2СОSКоА В окислении сукцината при СДГ В окислении жирных кислот в митохондриях: RСН2СН2СОSКоА RСН=СНСОSКоА Участие в работе дыхательной цепи Недостаточность рибофлавина проявляется в снижении содержания коферментных форм в тканях. КоА участвует...
24066. Витамин В6 99 KB
  Триптофан кинурениназа Кинуреновая кислота В6 Кинуренин 1 В6 Антраниловая кислота 2 Ксантуреновая кислота Оксикинуренин Оксиантраниловая кислота Никотинамид Хинолиновая кислота В6 входит в состав кинурениназы которая обеспечивает превращение кинуренина в антраниловую и оксикинуринина в оксиантраниловую кислоту реакция 2.
24067. Обмен витамина Н (биотин) 43 KB
  Карбоксилирование ацетилКоА с образованием малонилКоА СН3СОSКоА НООССН2СОSКоА Подготовительным этапом биосинтеза жирных кислот. Карбоксилирование пропионилКоА с образованием метилмалонилКоА: СН3СН2СОSКоА НООССНСН3СОSКоА 4. В основе – дефект метилкротонилКоАкарбоксилазы. ПропионилКоА образуется при расщеплении изолейцина метионина треонина жирных кислот с нечетным числом атомов углерода.
24068. Фолиевая кислота – витамин В9, Вс 32.5 KB
  Всасывание фолатов осуществляются с помощью специфического механизма активного транспорта требует затраты энергии и обеспечивает поступление фолиевой кислоты в кровоток против концентрационного градиента. Недостаток биотина нарушает образование активной формы витамина – тетрагидрофолиевой кислоты. Первая стадия образования коферментных форм – это восстановление фолиевой кислоты в тетрагидрофолиевую кислоту при участии дегидрофолатредуктазы. Наиболее важной функцией коферментных форм фолиевой кислоты является их участие в биосинтезе пуриновых...