Лабораторна робота №26
ВИЗНАЧЕННЯ
КОЕФІЦІЄНТА В’ЯЗКОСТІ РІДИНИ КАПІЛЯРНИМ МЕТОДОМ
Мета роботи
Визначити коефіцієнт в’язкості рідини методом витікання з капіляра.
Прилади і матеріали
Прилад Арреніуса, секундомір, мензурка, досліджувана рідина, міліметрова лінійка.
Опис вимірювального пристрою
Прилад Арреніуса складається з довгого капіляра (1) радіусом r, що має розширення у вигляді циліндричного резервуару (2). Розширення обмежене позначками а і b. Капіляр з резервуаром знаходиться в термостаті (3) (заповнена водою зовнішня скляна труба). Об’єм рідини, що витекла з капіляру, вимірюється мензуркою (4).
Виведення розрахункової формули
Згідно з формулою Пуазейля коефіцієнт в’язкості рідини, об’єм якої V витікає з капіляра за проміжок часу t, визначається формулою:
, (1)
де p – різниця тисків на кінцях капіляра;
L і r – відповідно довжина і радіус капіляра
Різниця тисків на кінцях капіляра створюється силою тяжіння, а середня величина p при зміні висоти стовпа від (L+h) до L внаслідок витіканні рідини визначиться формулою:
, (2)
де ( густина рідини,
h – довжина резервуару.
Підставивши (2) в (1), одержимо розрахункову формулу :
. (3)
При підготовці до виконання роботи використати:
Теоретична частина. Розділ 6.1.
Послідовність виконання роботи
Виміряти лінійкою довжину резервуара h (відстань між позначками а і b).
Закрити нижній отвір капіляра пальцем і налити досліджувану рідину у верхній розширений отвір капіляра до верхньої позначки а.
Відкрити нижній отвір, одночасно ввімкнувши секундомір. У момент досягнення рівнем рідини нижньої позначки b вимкнути секундомір, одночасно закривши пальцем нижній отвір.
Записати в таблицю час витікання рідини і об’єм рідини, що витекла.
Дії, зазначені в пунктах 1 – 4, повторити тричі.
За формулою (3) розрахувати коефіцієнт в’язкості.
Визначити абсолютну і відносну похибки.
довжина капіляра L = (0,60 (0,0005) м
радіус капіляра r = (1,1 ( 0,05)10-3 м
густина рідини = (1 ( 0,0005)103 кг/м3
(
При розрахунку η перевести результати
вимірювань всіх величин в одиниці СІ.
Таблиця результатів вимірювань
№
h,мм
Δh, мм
t,с
Δt,с
V, см3
ΔV,см3
1
вимір
розрах.
вимір
розрах.
вимір
розрах.
2
вимір
розрах.
вимір
розрах.
вимір
розрах.
3
вимір
розрах.
вимір
розрах.
вимір
розрах.
сер.
розрах.
розрах.
розрах.
розрах.
розрах.
розрах.
Контрольні запитання
Що називається коефіцієнтом в’язкості?
Пояснити молекулярно–кінетичний механізм в’язкості в рідинах.
Що називається ґрадієнтом швидкості?
В яких одиницях вимірюється коефіцієнт в’язкості?
Як залежить величина коефіцієнта в’язкості рідини від температури?
Записати і пояснити формулу Пуазейля.
Пояснити метод вимірювання коефіцієнта в’язкості, який використовується в даній роботі.
Рекомендована література
1. Курс фізики / За редакцією І.Є.Лопатинського.
– Львів: Вид. «Бескид Біт», 2002.
2. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1990.
3. Савельев И. В. Курс общей физики, т.1 –М.: Наука, 1982.
