ФИЗИКА 1 семестр / Отчёты 1 семестр / Копия FРТ1-1

Нижегородский государственный

технический университет

Выксунский филиал

Лабораторная работа по физике №4

Тема: «Определение коэффициента вязкости воздуха капиллярным методом»

Выполнил:

Шула Л.А.

Группа: СП-08

Проверил:

Маслов В.П.

2009

1.Обработка результатов измерений.

P₀-давление воздуха в комнате 741 мм рт ст (98800 Па)

Т-температура воздуха в комнате 293 К.

d-диаметр капилляра (1мм)

L-длина капилляра (100мм)

N Q	0.1 м3/c		0.2 м3/c		0.3 м3/c		0.4 м3/c		0.5 м3/c
	h1,мм	h2,мм	h1,мм	h2,мм	h1,мм	h2,мм	h1,мм	h2,мм	h1,мм	h2,мм
1	5	30	15	40	25	50	42	68	55	80
2	4	28	14	40	28	52	36	60	48	74
3	6	32	10	36	26	50	38	62	50	76
4	4	28	16	40	28	50	40	62	52	78
5	5	29	15	40	28	52	38	60	50	74

Рассчитаем среднее значение высоты столбца по формуле.

где h₁ - значение высоты в каждом опыте.

N - число опытов

Q=0,1

Q=0,2

Q=0,3

Q=0,4

Q=0,5

Q	0.1*10-5м3/с	0.2*10-5м3/с	0.3*10-5м3/с	0.4*10-5м3/с	0.5*10-5м3/с
Δh,мм	34	53	78	101	127
ΔР,мм.в.ст.	340	530	780	1010	1270

2.Расчет коэффициента вязкости

Производится по формуле:

где =3,14

-разница давлений

Q-объёмный расход воздуха

L-длина капилляра

d-диаметр капилляра

₁=(3.14*(0.001/2)⁴*340)/(8*0.1*0.1*10^-5 )=8,34*10^-5

₂=6,5*10^-5

₃=6,38*10^-5

₄=6,19*10^-5

₅=6,23*10^-5

<>=6,73*10^-5

3.Расчет среднеарифметической скорости молекул

<U>=

где R=8,31 Дж/(моль*кг) – универсальная газовая постоянная

Т-температура газа

М- молярная масса воздуха 29*10^-3кг/моль.

<U>=

4.Определим среднюю длину пробега молекул

где берется из таблицы по Т и Р

5. Определим среднее число соударений по формуле:

Формула: <Z>=<U>/<>

6. Найти концентрацию молекул по формуле:

7. Рассчитаем эффективный диаметр по формуле:

Номер измерения	Q, м3/с	Δp, Мм.в.ст.	Т, К	р0, Па	η, кг/(м∙с)	υ, м/с	λ, м	Z, c-1	n, м-3	de, м
1	0,1∙10-5	340	293	98800	8,34*10	462	4,65*10	0,99*10	2.443*1025	2.5*10-10
2	0,2∙10-5	530			6,5*10		3,62*10	1,28*10		2.8*10-10
3	0,3∙10-5	780			6,38*10		3,56*10	1,3*10		2.85*10-10
4	0,4∙10-5	1010			6,19*10		3,45*10	1,34*10		2.9*10-10
5	0,5∙10-5	1270			6,23*10		3,47*10	1,33*10		2.89*10-10

8. Расчет погрешностей.

8.1.Расчет погрешности для P.

340 Па – 300Па = 40 Па 1600 Па

340 Па – 300 Па = 40 Па 1600 Па

340 Па – 300 Па = 40 Па 1600 Па

340 Па – 300 Па = 40 Па 1600 Па

340 Па – 500 Па = -160 Па 25600 Па

S p=Па

( р)=2,8Па

Р= Па

ε р=%%

8.2.Расчет погрешности для Р2.

530 Па – 500Па = 30 Па 900 Па

530Па – 600 Па = -70 Па 4900 Па

530 Па – 500Па = 30 Па 900 Па

530 Па – 500Па = 30 Па 900 Па

530Па – 600 Па = -70 Па 4900 Па

S p=Па

( р)=2,8Па

Р= Па

ε р=%%

8.3.Расчет погрешности для Р3.

780 Па – 700Па = 80 Па 6400 Па

780Па – 700 Па = 80 Па 6400 Па

780 Па – 700Па = 80 Па 6400 Па

780 Па – 800Па =-20 Па 400 Па

780Па – 800 Па =-20 Па 400 Па

S p=Па

( р)=2,8Па

Р= Па

ε р=%%

8.4.Расчет погрешности для Р4.

1010Па – 1100 Па =-90 Па 8100 Па

1010 Па – 1000Па = 10 Па 100 Па

1010 Па – 1000Па = 10 Па 100 Па

1010 Па – 1000Па = 10 Па 100 Па

1010Па – 1100 Па =-90 Па 8100 Па

S p=Па

( р)=2,8Па

Р= Па

ε р=%%

8.5.Расчет погрешности для Р5.

1270Па – 1200 Па = 70 Па 4900 Па

1270 Па – 1300Па =-30 Па 900 Па

1270 Па – 1200Па = 70 Па 4900 Па

1270 Па – 1200Па = 70 Па 4900 Па

1270Па – 1300 Па =-30 Па 900 Па

S p=Па

( р)=2,8Па

Р= Па

ε р=%%

Вывод:

В ходе лабораторной работы был определён коэффициент вязкости воздуха капиллярным методом.

Установлено экспериментально, что при увеличении значения объёмного расхода воздуха, уменьшится среднее число соударений молекул за секунду.