в'язкості методом Пуазейля
Мета роботи: визначити динамічний коефіцієнт в'язкості рідини методом Пуазейля.
Існують два види течії рідини: ламінарний і турбулентний. Для ламінарного течії характерно збереження шарів рідини, вони ковзають щодо один одного, не змішуючись. Для турбулентного течії характерне швидке перемішування шарів рідини.
Розглянемо ламінарний плин рідини (див. Рис. 2.2) уздовж труби довжиною l і радіуса R під дією перепаду тисків р = р1 р2.
Виділимо подумки всередині рідини циліндричну поверхню радіуса r. коаксіальну трубі. Якщо S - площа цієї поверхні, то сила внутрішнього тертя:
В
стаціонарних умовах сила внутрішнього тертя врівноважується різницею сил тиску на кінцях циліндра:
Прирівнюючи (2.16) і (2.17), знаходимо:
Інтегруючи останню формулу, отримуємо вираз для середньої швидкості поточної рідини:
Знайдемо обсяг V рідини, що випливає з труби за одиницю часу. З циліндричного шару радіусом r і товщиною dr випливає обсяг рідини
Підставивши (2.17) в (2.18) і проинтегрировав по r в межах від 0 до R. знаходимо обсяг рідини, що випливає в одиницю часу з труби радіусом R і довжиною l при перепаді тисків на її кінцях (р1 р2) отримаємо формулу Пуазейля, про яку вже згадувалося (див. 2.10):
Протягом часу t з труби витече обсяг рідини
,
звідси динамічний коефіцієнт в'язкості:
Схема установки приведена на рис. 2.3. У нижній частині бічної стінки судини С, що стоїть на підставці П, зроблено отвір, з якого може витікати рідина, налита в судину, по трубі Т в мензурку М. Щоб використовувати формулу Пуазейля, потрібно знайти перепад тисків уздовж трубки Т: (р1 -р2 ). Тиск на верхньому кінці трубки визначається середньою висотою рівня рідини щодо висоти нижнього кінця трубки:
,
де h1 і h2 рівні рідини в посудині С щодо поверхні столу відповідно на початку і в кінці експерименту; h - висота вільного кінця трубки над поверхнею столу.
,
де щільність рідини; g = 9,8 м / с 2 - прискорення вільного падіння.
Тиск на нижньому кінці трубки дорівнює атмосферному, але, оскільки атмосферний тиск діє і на рідину в посудині, можна покласти, отже:
Підставивши останній вираз в (2.19), отримаємо розрахункову формулу:
, (2.20)
де t час закінчення з трубки рідини об'ємом V; l - довжина трубки; d = 2r - внутрішній діаметр трубки.
Порядок виконання роботи
Виміряти внутрішній діаметр d трубки вимірювальним мікроскопом.
Виміряти довжину l трубки лінійкою.
Налити воду в посудину С. Виміряти висоту початкового рівня води h1.
Нахиливши трубку Т, включити секундомір і виміряти час t витікання води в мірну склянку.
Виміряти висоту h вільного кінця трубки Т над поверхнею столу.
Виміряти обсяг V вилилася рідини.
Виміряти висоту h2 кінцевого рівня води в посудині С.
Пункти (3 7) повторити три рази, не змінюючи значень h1 і h.
Дані вимірювань занести в таблицю 2.2.
кристалів 6.4. Плавлення і кристалізація ВСТУП. @ Молекулярнаяфізіка - розділ фізики. в якому вивчаються властивості тіл у різних. початкутермодинаміки. З точки зору молекулярнойфізікі. ентропія є мірою разупорядоченності системи.
Молекулярнаяфізіка. Явища переносу. 1 Явище внутрішнього тертя.
МОЛЕКУЛЯРНАЯФІЗІКА. 1курс, другий семестр. Питання екзаменаційних.
с. 5. Методичні вказівки до лабораторних робіт з фізики. Молекулярнаяфізіка / Под ред. А.А. Куліша; Владим. політехн. с. 2. Методичні вказівки до лабораторних робіт з фізики. Молекулярнаяфізіка / Под ред. Н.Г. Конопасова; Владим. політехн.