22843

Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини капілярним віскозиметром

Лабораторная работа

Физика

Якщо шари рідини або газу рухаються один відносно одного між ними діють сили внутрішнього тертя. Коефіцієнт внутрішнього тертя рідини або газу можна визначити за формулою Пуазейля 2 яка виражає величину об`єму рідини або газу що протікає за час через капіляр радіуса та довжини за умови що потік ламінарний. Справді якщо взяти дві рідини відповідні величини для однієї з них позначимо індексами ‘0 а другої 1 і визначити час і витікання однакових об`ємів цих рідин...

Украинкский

2013-08-04

104 KB

13 чел.

РОБОТА № 8

Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя рідини

капілярним віскозиметром

Вступ. Якщо шари рідини або газу рухаються один відносно одного, між ними діють сили внутрішнього тертя. За законом Ньютона сила внутрішнього тертя  виражається так:

,                                                               (1)

де  — поверхня шарів, по якій відбувається взаємодія,   —градієнт швидкості шарів, а  — так званий коефіцієнт внутрішнього тертя або в`язкості.

Теоретичні відомості. Коефіцієнт внутрішнього тертя рідини або газу можна визначити за формулою Пуазейля

,                                                                  (2)

яка виражає величину об`єму рідини або газу, що протікає за час  через капіляр радіуса  та довжини  за умови, що потік ламінарний. — це різниця тисків на кінцях капіляра, під дією якого відбувається течія речовини.

Визначивши на досліді  і за формулою (2) можна обчислити коефіцієнт . Але в даній роботі використовується відносний метод визначення коефіцієнта в`язкості. Справді, якщо взяти дві рідини (відповідні величини для однієї з них позначимо індексами ‘0’ , а другої — ’1’) і визначити час і витікання однакових об`ємів цих рідин через один і той же капіляр (і  однакові), то враховуючи (2), одержимо:

,                                                                     (3)

або

  .                                                                 (4)

Якщо рідина витікає під дією сили тяжіння, то , де  — густини рідин, і співвідношення (4) набуває вигляду:

.                                                                  (5)

Таким чином, якщо коефіцієнт внутрішнього тертя однієї рідини () відомий, вимірюючи час витікання однакових об`ємів цих рідин через капіляр (і ), а також знаючи густини рідин  і , можна визначити коефіцієнт в`язкості досліджуваної рідини .

Опис методу. У даній роботі коефіцієнт в`язкості рідини вимірюється за допомогою капілярного віскозиметра Оствальда. Цей прилад являє собою U-подібну скляну трубку abcd (рис. 1), встановлену вертикально. Широке коліно ab цієї трубки закінчується внизу розширенням (сферою) b, а друге коліно складається з капіляра e, що закінчується сферою с, яка переходить в широку трубку d. Під сферою с і над нею на трубках е і d, нанесено дві позначки m і n, що обмежують певний об`єм рідини, час витікання якої вимірюється.

Віскозиметр вміщується у резервуар D  з водою, що відіграє роль термостата. Рівень води повинен бути вище від верхньої риски m на приладі.

Рис.1

Для проведення досліду прилад добре промивають дистильованою водою, а потім — невеликою кількістю досліджуваного розчину. Наливають в широке коліно певний, сталий при всіх дослідах об`єм досліджуваної рідини. Далі за допомогою гумової груші, з`єднаної з капіляром приладу, обережно перекачують рідину в друге коліно і заповнюють сферу с вище позначки m. Потім праве коліно віскозиметра сполучають з атмосферою. При цьому рідина починає протікати через капіляр е. В момент, коли меніск рідини проходить точку m, включають секундомір і зупиняють його, коли меніск проходить позначку n.

Перш за все визначають — час протікання через капіляр дистильованої води в об`ємі, обмеженому рисками на сфері с, потім час витікання розчинів. Коефіцієнт в`язкості кожного розчину обчислюється за формулою (5). Густина водних розчинів  CuSO4 при 18°С наведена в таблиці:

Концентрація в %

 (г/см3)

5

1.051

10

1.107

15

1.167

20

1.230

Порядок виконання роботи. 

  1.  Визначити коефіцієнт внутрішнього тертя водних розчинів CuSO4таких концентрацій: 5%, 10%, 15%, 20%.
  2.  Побудувати графік залежності коефіцієнта в`язкості від концентрації розчину.

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

68377. Древнекитайская философия. Роль традиций в философии 74.5 KB
  Древнекитайская философия возникает в эпоху воющих государств (6—2 века до нашей эры). Именно в этом время возникает социальная нестабильность, которая позволяет человеку пересмыслить свои связи и отношения с миром. Время, когда происходит рассвет кит. философии
68378. Средние века и эпоха Возрождения 62 KB
  Учения Платона и Аристотеля – учения, где взгляд на мир как на целое. Философы стремились создать единую систему знаний о мире. Аристотель превратил философию в науку. Он разработал учения о политике, об этике. Они изучали систему политического устройства древнегреческих полисов.
68379. Английская эмпирическая школа философии 81 KB
  Возникают две прямопротиволожные теории познания: теория познания эмпиризма ориентированная на экспериментальные исследования природы и теория познания рационализма ориентированный на механо-математическое познание мира понимание. Но он также был озабочен методом научного познания...
68380. Классическая немецкая философия. Философия диалектического материализма 73 KB
  Под влиянием скептическим взгялдом Юма Кант меняет представление о возможностях рационального познания метафизического познания философского познания умозрительное спекулятивное основанное на разуме познание мире. Как возможно научно познание как оно совершается Можно ли объяснить сенсуализм и рационализм...
68381. Особенности русской философии и Западноевропейская философия XX века (ее основные направления) 77.5 KB
  В чем заключается особенность русской философии. Если ее сравнивать с ЗЕ философией, она имеет ряд особенностей: во-первых, русская философия никогда не основывалась на рацио, она не представляет собой системы рационального познания, что мы встречаем, например, в деятельности Декарта, Канта или Гегеля.
68383. Основные этапы развития акушерства 813.17 KB
  Нарушается гормональное взаимоотношение в организме женщины психоэмоциональные переживания местные изменения в органе в шейке матки. Материнская смертность: Смерть от акушерский осложнений разрыв матки травматический шок кровотечение Смерть от экстрагенитальных заболеваний острая сердечная недостаточность...
68384. Специфика, проблемы и генезис философии 552.24 KB
  Философию нельзя определить общепринятым образом как другие науки, потому что она осмысливает то, что не является предметом опыта. У философии нет определенного предмета, заранее известного метода; они всякий раз формируются в рамках конкретного философского направления.
68385. Управление персоналом 284 KB
  Выполняя функцию администратора менеджер использует свои полномочия для обеспечения движения системы в соответствии с заданными нормативными актами и с учетом экономической ситуации, не допуская при этом многоначалия, диффузии распорядительства и неисполнительности.