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

12 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

21548. Схема механизмов швейного предприятия 12.55 MB
  Машины машиныавтоматы и автоматические линии легкой промышленности М. Швейные машины: Иллюстрированное пособие. Швейные машины М. Швейные машины: Иллюстрированное пособие.
21549. Регулировки механизма челнока 4.66 MB
  I регулировка зазора между носиком челнока и иглой 005 мм – 01 мм. II – регулировка зазора между зубом установочного пальца и дном открытого паза П шпуледержателя 8 который должен составлять 06 – 08 мм рис. III – регулировка натяжения нижней нити; осуществляется поворотом регулировочного винта с большей головкой на тормозной пластине шпульного колпачка. IV – регулировка количества подаваемого в челнок масла рис.
21550. Зигзаг-машины 7.3 MB
  Принципиальное отличие от стачивающих машин в том что зигзагмашины Имеют специальный дополнительный механизм отклонения иглы в направлении поперёк строчки Оснащены челноком увеличенного объёма вследствие увеличения нити в стежке Располагают челночный вал вдоль строчки что необходимо для отклонения иглы поперёк строчки. На рисунке 1 показаны параметры простейших зигзагстрочек: а – двухукольного зигзага и б – четырёхукольного – для усиленного стачивания где tи – величина отклонения иглы при прокладывании стежка tИ – шаг подачи...
21551. Машины цепного переплетения ниток 1.22 MB
  1 Общая характеристика машин цепного стежка. В связи с появлением нетрадиционных материалов для пошива а также с тенденцией автоматизации основных и вспомогательных операций спрос на машины цепного стежка неизменно высок. Преимущества машин цепного стежка: Уменьшенное истирание верхней нити при подаче в машину вследствие отсутствия операции обвода её вокруг шпуледержателя. Недостатки машин цепного стежка: повышенная распускаемость строчки вследствие открытости переплетения и существенное увеличение расхода ниток – в 16 – 23 раза на к...
21552. Устройство машины типа ЭЗМ с пластинчатым ножом 2.53 MB
  Абалкин ЛИ 1 Устройство машины типа ЭЗМ с пластинчатым ножом. 11 дана принципиальная схема этой машины на которой обозначено: Трёхфазный электродвигатель Кривошип с противовесом Шатун в верхней головке которого – шариковый подшипник Корпус из пластика или алюминия Ползун в направляющих Пластинчатый нож закреплённый в ползуне Платформа машины Ролики на игольчатых подшипниках 4 шт. Паспортные данные машины ЭЗМ316 Высота настила до 16 см Частота вращения кривошипа n = 2700 об мин Ход ножа...
21553. Устройство механизма иглы машины КУР - 31 4.16 MB
  Устройство механизма иглы машины КУР 31. Технологическое назначение механизма – ввести верхнюю нить в материалы и образовать петлюнапуск. Кинематическое назначение механизма – преобразовать вращение главного вала в возвратнопоступательное движение игловодителя На рисунке 1 дана пространственная структурная схема механизма иглы машины ряда КУР31. 8 – иглодержатель 9 – игловодитель 10 – челнок К1 и К2 калибры для выполнения регулировок механизма А’ – отверстие в рукаве для калибра К1 l эль – длина калибра К2.
21554. Международные валютно-кредитные и финансовые отношения 115.5 KB
  Первоначально возникла национальная валютная система это форма организации валютных отношений страны сложившаяся исторически и закрепленная национальным законодательством а так же обычаями международного права. На национальную валютную систему возлагается ряд функций: формирование и использование валютных ресурсов; обеспечение внешнеэкономических связей страны; обеспечение оптимальных условий функционирования национального хозяйства. Региональная валютная система это форма организации валютных отношений ряда государств...
21555. Международные экономические организации 90 KB
  Необходимость регулирования мировой экономики на межгосударственном уровне Интернационализация хозяйственной жизни рост взаимозависимости между странами а также возникновение глобальных проблем объективно предопределяют необходимость активного сознательного регулирования мирового хозяйства. В период между двумя мировыми войнами не было широкого распространения межгосударственного регулирования мировой экономики. При голосовании принципиальных вопросов США могли контролировать принятие решений ибо обладали большим количеством голосов в...
21556. Международный рынок услуг 221 KB
  Международный рынок услуг. Международный рынок услуг. План: Сущность и сегменты международного рынка услуг. Особенности формирования и развития международного рынка услуг.