Тема : 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 ВИМІРЮВАНОГО ПРИСТРОЮ
Прилад Арреніуса складається з довгого капіляра (1) радіусом (r) , що має розширення у вигляді циліндричного резервуара (2). Розширення обмежене позначками а і b . Капіляр з резервуаром знаходиться в термостаті (3). 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:
=.
де р - різниця тисків на кінцях капіляра .
L i r – відповідно , довжина і радіус капіляра .
Різниця тисків на кінцях капіляра створюється силою тяжіння , а середня величина р при зміні висоти стовпа від (L + h ) до L внаслідок витікання рідини визначиться формулою :
==L + )
де - густина рідини .
h – довжина резервуара .
Підставивши (2) в (1) , одержимо розрахункову формулу :
=( L+ ).
В’язкість - це властивість реальних рідин та газів чинити опір при переміщенні однієї частини рідини відносно іншої .
Сила внутрішнього тертя між шарами напрямлена протилежно до напрямку швидкості швидшого шару і становить :
F=S
де - коефіцієнт пропорційності , який називається коефіцієнтом в’язкості , або динамічною в’язкістю .
- градієнт швидкості .
S - площа поверхні шарів .
З формули випливає , що :
=.
Коефіцієнт в’язкості чисельно дорівнює силі тертя , що виникає між шарами рідини одиничної площі при градієнті швидкості , який дорівнює одиниці .
Коефіцієнт в’язкості вимірюється в Па*с (паскаль - секунда)
Метод Пуазейля
Для визначення коефіцієнта в’язкості рідини використовують формулу Пуазейля для ламінарної течії по трубках (капілярах):
V=,
де L-довжина капіляра , r – радіус капіляра ,
-різниця тисків на кінцях капіляра ,
V –об’єм рідини , яка протекла через капіляр за час t ,
- коефіцієнт в’язкості рідини .
Таблиця результатів вимірювання
№
h, м
h,м
t,c
t,c
V,м3
V,м3
1
139*10-3
4,24*10-3
24,2
0,6
87*10-6
2,2*10-6
2
135*10-3
0,23*10-3
23,4
0,3
85*10-6
0,23*10-6
3
132*10-3
3,21*10-3
22,6
0,8
83*10-6
2,3*10-6
сер
135*10-3
2,56*10-3
23,4
1,7
85*10-6
1,57*10-6
(L+)=
=-1.23*10*10-3
=0.271**10-3
=*100 = 22 %.
Міністерство освіти і науки України
Національний університет „ Львівська політехніка “
Кафедра фізики
Лабораторна робота №26
Тема : Визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом витікання з капіляра
Виконав:
ст.гр ЕМ - 13
Яніцький М М
Прийняв:
Бондрівчак І В
ЛЬВІВ 2005