2802

Определение коэффициента внутреннего трения жидкостей

Лабораторная работа

Физика

Определение коэффициента внутреннего трения жидкостей. Цель работы: Определение коэффициентов внутреннего трения моторного масла и глицерина методом Стокса. Краткое теоретическое обоснование: При движении вязкой жидкости между ее слоями, дви...

Русский

2012-10-19

28.37 KB

12 чел.

Определение коэффициента внутреннего трения жидкостей 

Цель работы:

Определение коэффициентов внутреннего трения моторного масла и глицерина методом Стокса.

II.Краткое теоретическое обоснование:

При движении вязкой жидкости между ее слоями, движущимися с различной скоростью, возникают силы трения. Эти силы направлены по касательной к поверхности слоев и получили название сил внутреннего трения. Сила внутреннего трения f тем больше, чем больше площадь S соприкасающихся поверхностей и чем больше градиент скорости dv/dx (изменение скорости на единицу длины   в  направлении нормальном к потоку, при переходе от слоя к слою):

|f|~S(dv/dx)

Для того, чтобы поставить знак равенства между правой и левой частью выражения, нужно ввести коэффициент пропорциональности:

|f|=ηS(dv/dx)

отсюда

η=|f|/ S(dv/dx)                                                   (3)

Величина η получила название коэффициента внутреннего трения жидкости  или вязкости.

Используя выражение (3), можем определить коэффициент внутреннего трения как силу внутреннего трения, приходящуюся на единицу площади при единичном градиенте скорости.

Можно дать и иное определение коэффициента   внутреннего трения. Каждая молекула жидкости участвует в упорядоченном   движении слоя и в тепловом (хаотическом) движении. Переходя из слоя в слой, она переносит с собой то количество направленного движения (импульс) которое она имела в слое. Кроме того, происходит передача направленного количества движения путем ряда последовательных соударений молекул друг с другом. Таким образом, при стационарном (установившемся) движении должен существовать общий поток количества движения (поток импульса), направленный из слоя с большей   скоростью в слой с меньшей скоростью.

Из опыта установлено, что количество движения dK, переносимое через поверхность S раздела слоев, движущихся с различной скорость, пропорционально площади S , градиенту скорости и времени , т.е.

                                                  dK=η(dv/dx)Sdτ                                                       (4)

Из (4) коэффициент внутреннего трения можно определить как физическую величину, численно равную количеству движения, которое переносится в единицу времени через единичную площадку при градиенте скорости, равном единице. В самом деле, если в выражении (4) S=1; =1; (dv/dx)=1, то dK=η.

Коэффициент внутреннего трения является одной из физических характеристик жидкости, эта величина показывает, как сильно данная  жидкость отличается от идеальной.

Определим размерность величины η:

[η]=[f]/[S(dv/dx)]=((ML)/T2)/(L2(L/(TL)))=M/(LT)

III.Рабочие формулы и единицы измерения.

                                     η=2/9r2gt((ρ1- ρ2)/l)                            [г/см·с]

IV.Схема установки.

V.Измерительные приборы и принадлежности.

  1.  Установка с двумя цилиндрическими трубками, наполненными разными  жидкостями
  2.  Три шарика
  3.  Секундомер
  4.  Измерительная линейка

VI.Результаты измерения.

 

Порядок измерения

t, 0C

l, см

t, c

Радиус шарика

ρ , г/см3

ρ 1, г/см3

η   ηср   ∆η ,

г/см•с

глицерин

1

28

40

6,02

0,2

11,3

1,26

0,1316=0,1341± 0,0002

2

28

40

6,15

0,2

11,3

1,26

 0,1345=0,1341±  0,0002

3

28

40

6,23

0,2

11,3

1,26

 0,1362=0,1341±  0,0002

Моторное масло

1

28

40

1,67

0,2

11,3

0,83

 0,0380=0,0387± 0,0011

2

28

40

1,69

0,2

11,3

0,83

 0,0385=0,0387±  0,0011

3

28

40

1,73

0,2

11,3

0,83

 0,0394=0,0387±  0,0011

VII. Черновые записи и вычисления.

η1=2/9·(0,2)2·9,8·((11,3-1,26)/40)·6,02=0,1316     ηср= (η1+ η2+ η3)/3=0,1341  [г/см·с]

η2=2/9·(0,2)2·9,8·((11,3-1,26)/40)·6,15=0,1345     ∆ηср=0,0002

η3=2/9·(0,2)2·9,8·((11,3-1,26)/40)·6,23=0,1362     

η1=2/9·(0,2)2·9,8·((11,3-0,83)/40)·1,67=0,0380     ηср= (η1+ η2+ η3)/3=0,0387  [г/см·с]

η2=2/9·(0,2)2·9,8·((11,3-0,83)/40)·1,69=0,0385     ∆ηср=0,0011

η3=2/9·(0,2)2·9,8·((11,3-0,83)/40)·1,73=0,0394   

VIII. Основные выводы.

Мы определили коэффициенты внутреннего трения моторного масла и глицерина с помощью метода Стокса.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48197. СОЦІОЛОГІЯ. КУРС ЛЕКЦІЙ 4.91 MB
  Цей курс лекцій належить до нової генерації підручників, за допомогою яких здійснюється перехід до нових, інтерактивних методів викладання та діалогової форми навчання. Він містить три теоретичні розділи, а також окремий розділ, присвячений розробці програми і технологій конкретно-соціологічних досліджень. Подаються рекомендації щодо ефективної організації навчального процесу, поточного контролю знань студентів із застосуванням тестової системи
48198. Соціологія. Конспект лекцій 665.5 KB
  Значення дисципліни в підготовці фахівця зумовлено тим, що вона забезпечує формування й розвиток у студентів наукових поглядів, переконань, знань в галузі суспільних відносин, основних сферах життєдіяльності людини, взаємовідносин між різними соціальними спільнотами та групами. Ці знання необхідні випускникам університету для аналізу соціальних процесів, що відбуваються в сучасному суспільстві, зокрема, в Україні
48199. Современная зарубежная журналистика (лекции) 822 KB
  Это был отказ от той структуры вершину которой венчала центральная газета страны Правда за ней следовала другая периодика рангом пониже. Первая современная ежедневная газета появилась в Японии в 1870 году. В настоящее время в стране издается 121 ежедневная газета.
48200. СПЕЦИАЛЬНАЯ ПСИХОЛОГИЯ И ПЕДАГОГИКА КАК НАУКА 245.5 KB
  В основе отклонений в развитии ребенка лежат в одних случаях органические или грубые функциональные нарушения центральной нервной системы в других периферические поражения отдельного или нескольких анализаторов; значимыми являются также резко неблагоприятные условия жизни ребенка в раннем периоде. Если слепой или глухой ребенок достигает в развитии того же что и нормальный то дети с дефектом достигают этого иным способом на ином пути иными средствами и для педагога особенно важно знать своеобразие пути по которому он...
48201. Реактори хімічної промисловості 143 KB
  Тому на відміну від швидкості хімічної реакції користуються поняттям загальної спільної швидкості процесу. Хімічна кінетика вчення про швидкості хімічної реакції. Під кінетикою реакції розуміють залежність швидкості даної реакції від концентрацій температури тиску. Термодинаміка дає уявлення про можливість здійснення а також про напрям розвитку як самої хімічної реакції так і окремих її етапів.
48202. Статистика. Курс лекцій 1.19 MB
  Серед цих причин є основні загальні для всіх подій масового процесу і другорядні індивідуальні для кожного елементу сукупності але випадкові для маси. Наприклад під час вивчення кваліфікаційного рівня робітників підприємства елементом сукупності є окремий робітник при цьому обсяг сукупності визначається межами підприємства чисельністю його робітників. Елемент сукупності робітник є носієм ознаки кваліфікаційного рівня. Сукупності можуть бути як однорідними так і різнорідними.
48203. Анализ влияния протоколов транспортного уровня в BitTorrent на качество обслуживания 1.17 MB
  В ходе работы рассмотрены особенности трафика пиринговых файлообменных систем, изучена работа протоколов TCP и uTP в части управления скоростью передачи данных и проводится сравнительный анализ их влияния при использовании в BitTorrent на качество обслуживания
48204. Системи технологій промисловості. Стислий конспект лекцій 662 KB
  Перші зайняті видобутком природної сировини вугілля торфу природного газу руд чорних і кольорових металів другі переробкою продукції видобувних галузей промисловості та сільського господарства. Пальна мінеральна сировина це вугілля нафта торф пальні сланці природний газ і т. Якщо збагачуються тверді породи наприклад гірські породи вугілля то отриманий продукт збагачений корисною складовою частиною називають концентратом а відходи що містять порожню породу хвостами. Оцінка якості вугілля складається з 19 нормованих...
48205. Страхование. Конспект лекций 982 KB
  В книге рассмотрены основные понятия принципы и виды страхования положения договора страхования порядок осуществления страховых выплат а так же другие вопросы страховой деятельности. Оглавление ЛЕКЦИЯ № 1 Общие положения о страховании ЛЕКЦИЯ № 2 Основные понятия страхования ЛЕКЦИЯ № 3 Общие положения о договоре страхования ЛЕКЦИЯ № 4 Страховая выплата ЛЕКЦИЯ № 5 Характеристика видов личного страхования ЛЕКЦИЯ № 6 Имущественное страхование ЛЕКЦИЯ № 7 Страхование ответственности ЛЕКЦИЯ № 8 Обязательное страхование ЛЕКЦИЯ № 9 Обязательное...