Порядок выполнения работы

1. Закрыть кран делительной воронки и налить в неё воду до уровня 250-320 мм.

2. Вставить плотно в горло делительной воронки пробку с капилляром так, чтобы нижний конец капилляра не касался воды.

3. Поставить под делительную воронку любую емкость объемом 100 -200 мл и открыть кран. После того, как течение воды стабилизируется, можно приступить к измерениям.

4. Заменить емкость под делительной воронкой на мерный стакан и одновременно включить секундомер. В этот же момент времени отметить высоту водяного столба h₁ по линейке и записать в табл.1.

5. Спустя промежуток времени Δt = 10 мин перекрыть кран воронки и выключить секундомер. Отметить высоту водяного столба h₂ по линейке. Результат измерения записать в табл.1.

6. Измерить температуру T и давление в помещении и записать в табл.1.

7. По измеренному объему воды, вытекшей из делительной колонки в мерный стакан за время Δt, определить среднюю скорость движения частиц воздуха или скорость потока воздуха в капилляре:

где – площадь поперечного сечения капилляра.

8. Вычислить максимальную скорость частиц воздуха по формуле (8).

9. Вычислить среднее значение разности давлений воздуха на концах капилляра по формуле (19), принимая кг/м³ и м/с². Результат расчета занести в табл.1.

9. Определить динамическую вязкость воздуха по формуле

где – радиус; – длина капилляра. Результат расчета записать в табл.1.

10. Вычислить среднюю скорость теплового движения молекул по формуле (11) и среднюю длину свободного пробега молекул воздуха по формуле (12), принимая среднюю молярную массу воздуха М = 0,029 кг/моль.

11. Найти эффективный диаметр d молекулы воздуха по формуле (23), предварительно вычислив число молекул воздуха в единице объема по формуле

12. Вычислить плотность атмосферного воздуха по формуле

где R – универсальная газовая постоянная. Результаты расчетов занести в табл.1.

13. Рассчитать теоретическое и экспериментальное значения коэффициент диффузии молекул воздуха по формулам (14), (15) и занести в табл.1.

14. Найти число Маха M по формуле . Используя неравенство определить возможность пренебрежения сжимаемостью воздуха при его течении в данных условиях.

16. Найти число Рейнольдса Re по ормуле (17). Сравнить полученное число Re со значением 2000 и установить: является ли течение воздуха стационарным, либо турбулентным.

Таблица 1

, м	, м	T, K	, Па	, м3	, с	, м/с	, м/с	, Па
, Па·с	d, м	, м/с	, м	, кг/м3	, м2/c	, м2/c	M	Re

18. Сравнить экспериментально рассчитанные значения физических величин , d, , , со значениями соответствующих величн, приведенных в табл. 2. Оценить степень расхождения сравниваемых физических величин.

19. По найденному числу Рейнольдса Re для течения воздуха через капилляр определить разность давлений на концах трубки длиной L = 150 мм и радиусом мм при течении через нее воды, используя формулу

.

Таблица 2

, Па·с	d, м	, м	D, м2/c
1,81·10-5	3,74·10-10	6,7·10-8	1,7·10-5