Тема: Определение коэффициента вязкости жидкости

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №13

по дисциплине: Физика .

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение коэффициента вязкости жидкости

Выполнил студент: АПМ-11-2 _______ Пунгина Е А

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)

Проверил: __________ ________ __________

(должность) (подпись) (Ф.И.О)

Оценка: ______________

Дата: ________________

Санкт-Петербург

2011 г.

Цель работы - определить коэффициент вязкости жидкости методом Стокса.

Общие сведения

Вязкость — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Пусть в заполненном жидкостью сосуде движется шарик, размеры которого значительно меньше размеров сосуда. Слой жидкости, прилегающий к шарику, движется со скоростью шарика. Соседние слои движутся с меньшими скоростями и, следовательно, между слоями жидкости возникает сила внутреннего трения. Дж.Г. Стокс показал, что эта сила при малых значениях скорости пропорциональна скорости движения шарика u и его радиусу r:

,

где h - коэффициент вязкости.

На шарик действуют три силы: сила тяжести Р, направленная вниз; сила внутреннего трения и выталкивающая сила Fв, направленные вверх. Шарик сначала падает ускоренно, но затем очень быстро наступает равновесие, т.е.

,

так как с увеличением скорости растет и сила трения. Движение становится равномерным.

Сила тяжести , где m - масса шарика; g - ускорение свободного падения.

Так как m = rV где r - плотность материала шарика; V - его объем, то

.

Выталкивающая сила по закону Архимеда

,

где - плотность жидкости.

Таким образом, формулу с учетом выражений можно записать в виде

,

откуда

где - коэффициент вязкости жидкости, r – радиус шарика, g – удельная кв. падения, - плотность, R – радиус цилиндра сосуда, - скорость падения шарика.

Формула средней квадратичной погрешности:

n – число измерений.

Порядок выполнения работы

Установка для проведения эксперимента представляет собой большой цилиндрический сосуд с исследуемой жидкостью. Вдоль образующей цилиндра через каждые 20 см нанесены горизонтальные штрихи.

Последовательность проведения измерений следующая:

1) измерить при помощи микроскопа диаметр шарика d;

2) через отверстие в крышке прибора опустить шарик в жидкость;

3) измерить секундомером время t прохождения шариком участка пути, на котором скорость падения шарика постоянна;

4) повторить пп.1-3 с другими шариками;

5) определить температуру жидкости T, при которой производились измерения.

Подставив измеренные и известные величины в формулу, вычислить коэффициент вязкости hi для каждого шарика.

№опыта T, К ж, кг/м3 , кг/м3 d*103м r*103м t, c l, м м/с η
0,97*103 8,93*103 4,5 2,25 3,37 0,2 0,059 1,48
0,97*103 11,35*103 3,6 1,8 3,81 0,2 0,052 1,40
0,97*103 11,35*103 3,6 1,8 3,85 0,2 0,052 1,40
0,97*103 11,35*103 3,6 1,8 3,92 0,2 0,051 1,41
0,97*103 7,8*103 3,0 1,5 7,30 0,2 0,027 1,24
0,97*103 7,8*103 3,0 1,5 7,35 0,2 0,027 1,24
0,97*103 7,8*103 3,0 1,5 7,25 0,2 0,027 1,24
0,97*103 11,35*103 3,8 1,9 3,52 0,2 0,056 1,28
0,97*103 11,35*103 1,7 0,85 8,85 0,2 0,023 1,28
0,97*103 7,8*103 12,05 0,2 0,017 1,28

Расчеты:

Наши рекомендации