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

47262. Методы контроля изнашивания подшипников дизеля 1.27 MB
  Этот фактор так же влияет и на качество очистки масла в системе двигателя где установлены фильтры грубой и тонкой очистки. Для этого всасывающий патрубок первой ступени компрессора соединяют резиновым шлангом с небольшой емкостью переносным ресивером а затем с прибором. Рассчитывается по формуле...
47263. Процедура построения полного дерева поиска и ее особенности 20.87 KB
  Процедура построения полного дерева поиска и ее особенности. Бинарное дерево-это конечное множество элементов, которое либо пусто, либо содержит один элемент, называемый корнем дерева, а остальные элементы множества делятся на два непересекающихся подмножества, каждое из которых само является бинарным деревом
47264. Электроснабжение нового микрорайона города с реконструкцией существующей электрической сети 6.09 MB
  Значения расчетных электрических нагрузок жилых домов зависит от количества квартир, типа энергоносителя для приготовления пищи и количества и номинальной мощности двигателей лифтовых установок.
47265. Электроснабжение жилого района города 1.21 MB
  Проверка выбранных сечений жил кабелей 380 В по допустимым потерям напряжения. Проверка кабелей 10 кВ по потерям напряжения. КАЧЕСТВО НАПРЯЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКАХ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ. Оценка обеспечение качества напряжения по его отклонениям от номинального.
47268. Разработка модуля добавления и редактирования алгоритмов в системе тестирования учащихся на понимание алгоритмов «СТУПА» 2.81 MB
  Учебный процесс с использованием компьютерных технологий может быть представлен как моделирование учебной деятельности при которой компьютер выполняет ряд функций преподавателя в частности организацию диалога в виде сценария алгоритма управления учебной и познавательной деятельностью обучаемого. Технический аспект связан в первую очередь с проблемой реализации планируемого контроля знаний с выбором подходящего алгоритма для оценки контрольных работ. К техническим аспектам относятся: формирование набора контрольных заданий на основе...
47270. Автоматизация рабочего места специалиста отдела контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятии (на примере ЗАО «Каучук» г. Стерлитамак) 3.53 MB
  Основы проектирования базы данных. Проектирование баз данных. Структура всего отчета на основе исходных данных. Для оперативного управления информацией необходимо создание базы данных позволяющей вести точный полный учет заказчиков исполнителей сырья и материалов объема выполненных работ.