- •Введение
- •1.Вязкость жидкостей и газов
- •2. Измерение коэффициента вязкости жидкости по методу стокса
- •3. Описание установки
- •4.Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение отношения теплоемкости газа при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме
- •Теплоемкость идеального газа
- •Метод клемана - дезорма
- •3. Работа при адиабатическом процессе
- •4. Описание установки. Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •5. Вычисление работы адиабатического расширения воздуха
- •6. Контрольные вопросы
- •Опытная проверка распределения максвелла
- •Введение. Понятие о статистическом распределении
- •2. Распределение максвелла
- •Величина (5)
- •3. Экспериментальное изучение распределения электронов по модулям скоростей
- •4. Описание лабораторной установки
- •5. Порядок проведения измерений
- •Форма отчета
- •Кафедра физики
- •Изучение распределения Максвелла
- •1. Электрический ток в металлах
- •2. Расчет моста уитстона на основе правил кирхгофа
- •3. Применение реохорда в схеме моста уитстона
- •4. Контрольные вопросы
- •5. Описание рабочей схемы
- •6. Порядок выполнения работы
- •Движение электронов в магнетронЕе
- •2. Вывод расчетной формулы
- •3. Контрольные вопросы
- •5. Порядок выполнения работы
- •Форма отчета
- •Кафедра физики
- •По лабораторной работе № 28
- •Определение длины волны света при помощи колец Ньютона
- •1. Интерференция света
- •2. Интерференция при отражении света
- •3. Определение длины волны света при помощи колец Ньютона
- •4. Bывод расчетной формулы
- •5. Установка для наблюдения колец ньютона
- •6. Порядок выполнения работы
- •Расчет значений а
- •2. Графический метод определения длины волны
- •График строится на миллиметровой бумаге и по нему определяется
- •1. Дифракция света
- •Дифракционная решетка
- •3. Описание установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •4.1. Определение длины волны спектральных
- •4.2. Расчет характеристик дифракционной решетки
- •5. Kонтрольные вопросы
- •Приложение форма отчета
- •Кафедра физики
- •По лабораторной работе 29 Изучение дифракционных решеток. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
- •Характеристики дифракционной решетки
- •Исследование полупроводникового резистора
- •1. Зонная модель собственных полупроводников
- •2. Исследование температурной зависимости сопротивления терморезистора и определение ширины запрещенной зоны в собственном полупроводнике
- •3. Порядок выполнения работы
- •Форма отчета
- •Кафедра физики
- •1. Оптические спектры
- •2. Энергетические уровни атома натрия
- •3. Определение постоянной планка спектроскопическим методом
- •4. Описание установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •Приложение форма отчета
- •Кафедра физики
- •По лабораторной работе № 24 Определение постоянной Планка спектроскопическим методом
- •Измерение спектральных линий натрия
- •Исследование - распада радиоактивного изотопа плутония
- •1. Радиоактивный -распад ядер
- •2. Взаимодействие движущихся -частиц с веществом
- •2.1. Ионнизационные потери
- •2.2. Потери энергии на образование ядер отдачи
- •2.3. Радиационные потери
- •3. Кривая поглощения -частицы в веществе
- •4. Экспериментальная часть
- •4.1. Описание установки
- •4.2. Принцип действия сцинтилляционного счетчика
- •4.2. Порядок выполнения работы
- •5. Контрольные вопросы
2. Измерение коэффициента вязкости жидкости по методу стокса
Вязкость жидкости имеет большое значение для практических целей. Например, без знания вязкости нельзя рассчитать энергию, необходимую для перекачивания жидкости по трубам (нефти в нефтепроводах, воды в водопроводах), рассчитать смазку машин. Вязкость расплавленного металла и шлака учитывается в металлургических процессах. Иногда измерение вязкости позволяет судить о готовности некоторых продуктов производства и т.д. Следовательно, измерение вязкости жидкости относится к числу очень важных измерений.
Рис.2.
Схема метода Стокса
Шарик изготовлен из материала, хорошо смачиваемого жидкостью, поэтому к его поверхности "прилипает" концентрический слой жидкости, неподвижный относительно шарика. Между этим слоем, движущимся со скоростью шарика, и остальной (неподвижной) жидкостью возникает сила внутреннего трения, направленная против скорости шарика.
Как показал Стокс, сила, действующая на шарик малого размера, прямо пропорциональна скорости его падения V, радиусу шарика r и зависит от динамического коэффициента вязкости :
(3)
Кроме
того, на движущийся шарик действуют еще
две силы: сила тяжести
,
где
- объем шарика, и выталкивающая сила
Архимеда,
,
направленная вверх. В последних
выражениях 1
и 2
- плотности материала шарика и жидкости,
соответственно.
В
начале падения скорость шарика, а вместе
с ней и сила внутреннего трения, быстро
возрастают. Затем наступает состояние,
когда равнодействующая всех сил,
действующих на шарик, станет равной
нулю
и шарик будет падать равномерно с
постоянной скоростью
.
Переходя в последнем равенстве от
векторных величин к скалярным, получаем
или
.
(4)
Тогда
,
(5)
где d - диаметр шарика;
-
плотность материала, из которого
изготовлен шарик;
-
плотность жидкости;
V - скорость установившегося движения шариков в жидкости;
g - ускорение свободного падения.
3. Описание установки
В лаборатории физического практикума кафедры физики УГТУ-УПИ для определения вязкости применяется установка, схематически изображенная на рис. 3. Она состоит из стойки 1 с нанесенными на ней метками a (метка a расположена на такой высоте, где движение шарика становится равномерным) и b. На стойке укреплен высокий стеклянный цилиндрический сосуд 2, наполненный доверху испытуемой жидкостью (техническим глицерином). Сосуд закрыт крышкой 3, в которую вставлена воронка 4. Кроме того, на стойке укреплены термометр 5, секундомер 6.
Рис.3.
Эскиз установки
.
(6)
Подставляя значение скорости в уравнение (5), окончательно получается формула для определения коэффициента динамической вязкости
.
(7)
В компьютерном варианте данной работы максимально точно моделируются условия проведения эксперимента, на экране дисплея воспроизводятся стеклянный цилиндр с жидкостью, секундомер, линейка, микрометр, электронные весы и ареометр для измерения плотности жидкости.
При этом от экспериментатора требуется аккуратность в проведении опыта и правильность записи результатов измерений, обработки опытных данных, расчета искомой величины и погрешности результата измерений. Работать следует только с клавиатурой и мышкой.
Однако прежде чем выполнять экспериментальную часть работы, следует внимательно прочитать теоретическую часть данного руководства и ответить на контрольные вопросы.
