ФИЗИКА 1 семестр / Отчёты 1 семестр / лаба 5 Астр.Немир

Нижегородский государственный технический университет

Выксунский филиал

Лабораторная работа ФПТ-1

Определение коэффициента вязкости воздуха капиллярным методом

Выполнил:

Студентки 1 курса

группы ЭПА-07

Немировская Е.

Астраханцева Е

Принял:

Маслов В.П.

Выкса

2007 г.

Цель работы: изучение внутреннего трения воздуха как одного из явлений переноса в газах

Экспериментальная часть работы

Таблица 1

Q, м3/с	ΔP, Па					<ΔP>, Па	η,·10-5 кг/(м·с)	V, м/с	λ, ·10-8 м	z, ·1010с-1	n, м-3	de, ·10-10м
	1	2	3	4	5
0,1·10-5	343	333	402	284	294	331	8.1	460	4.0	1.15	2.5·1025	4,8
0,2·10-5	588	520	588	568	559	559	6.9		3.5	1.31		5,1
0,3·10-5	882	764	813	862	833	831	6.8		3.4	1.35		5,2
0,4·10-5	1215	1117	1098	1137	1107	1134	6.9		3.5	1.31		5,1
0,5·10-5	1480	1392	1411	1451	1421	1431	7.0		3.5	1.31		5,1

Т = 289К,

P₀=101 кПа,

L = 0.1 м,

d = 10^-3 м,

ρ = 1,217 кг/м³.

Расчёты величин.

1) Средняя разность давлений в коленах манометра:

2) Коэффициент вязкости воздуха:

Для Q = 0,1·10^-5 м³/с:

= 8.1·10^-5 кг/(м·с);

Для Q = 0,2·10^-5 м³/с:

= 6.9·10^-5 кг/(м·с);

Для Q = 0,3·10^-5 м³/с:

= 6.8·10^-5 кг/(м·с);

Для Q = 0,4·10^-5 м³/с:

= 6.9·10^-5 кг/(м·с);

Для Q = 0,5·10^-5 м³/с:

= 7·10^-5 кг/(м·с);

Среднее значение η:

4) Среднеарифметическая скорость движения молекул воздуха:

= 460 м/с;

5) Средняя длина свободного пробега:

Для Q = 0,1·10^-5 м³/с:

= 4·10^-8м;

Для Q = 0,2·10^-5 м³/с:

= 3.5·10^-8м;

Для Q = 0,3·10^-5 м³/с:

= 3.4·10^-8м;

Для Q = 0,4·10^-5 м³/с:

= 3.5·10^-8м;

Для Q = 0,5·10^-5 м³/с:

= 3.5·10^-8м;

6) Среднее число соударений молекул за секунду:

Для Q = 0,1·10^-5 м³/с:

1.15·10¹⁰c^-1

Для Q = 0,2·10^-5 м³/с:

1.31·10¹⁰c^-1

Для Q = 0,3·10^-5 м³/с:

1.35·10¹⁰c^-1

Для Q = 0,4·10^-5 м³/с:

1.31·10¹⁰c^-1

Для Q = 0,5·10^-5 м³/с:

1.31·10¹⁰c^-1

7) Концентрация молекул воздуха:

= 2.5·10²⁵м ^-3;

8) Эффективный диаметр

Для Q = 0,1·10^-5 м³/с:

= 4,8·10^-10м

Для Q = 0,2·10^-5 м³/с:

= 5,1·10^-10м

Для Q = 0,3·10^-5 м³/с:

= 5,2·10^-10м

Для Q = 0,4·10^-5 м³/с:

= 5,1·10^-10м

Для Q = 0,5·10^-5 м³/с:

= 5,1·10^-10м

Расчёт погрешностей:

1) для Δp₁:

331 Па – 343 Па = -10 Па → 100 Па²

331 Па – 333 Па = -2 Па → 4 Па²

331 Па – 402 Па = -71 Па → 5041 Па²

331 Па – 284 Па = 47 Па → 2209 Па²

331 Па – 294 Па = 82 Па → 6724 Па²

= 40 Па

Δ(Δр)=2,8·40= 112Па

∆р = 331± 112 Па

= 34%

2) для Δp₂:

559 Па – 588 Па = -29 Па → 841 Па²

559 Па – 520 Па = 39 Па → 1521 Па²

559 Па – 588 Па = -29 Па → 841 Па²

559 Па – 568 Па = -9 Па → 81 Па²

559 Па – 559 Па = 0 Па → 0 Па²

= 20 Па

Δ(Δр)=2,8·20= 56Па

∆р = 559± 56 Па

= 10%

3) для Δp₃:

831 Па – 882 Па = -51 Па → 2601 Па²

831 Па – 764 Па = 67 Па → 4489 Па²

831 Па – 813 Па = 18 Па → 324 Па²

831 Па – 862 Па = -31 Па → 961 Па²

831 Па – 833 Па = - 2 Па → 4 Па²

= 30 Па

Δ(Δр)=2,8·30= 84Па

∆р = 831± 84 Па

= 10%

4) для Δp₄:

1134 Па – 1215 Па = -81 Па → 6561 Па²

1134 Па – 1117 Па = 67 Па → 289 Па²

1134 Па – 1098 Па = 36 Па → 1296 Па²

1134 Па – 1137 Па = -3 Па → 9 Па²

1134 Па – 1107 Па = 27 Па → 729 Па²

= 31 Па

Δ(Δр)=2,8·31= 88Па

∆р = 1134± 88 Па

= 8%

5) для Δp₅:

1431 Па – 1480 Па = -49 Па → 2401 Па²

1431 Па – 1392 Па = 39 Па → 1521 Па²

1431 Па – 1411 Па = 20 Па → 40 Па²

1431 Па – 1451 Па = -20 Па → 40 Па²

1431 Па – 1421 Па = 10 Па → 100 Па²

= 21 Па

Δ(Δр)=2,8·21= 59Па

∆р = 1431± 59 Па

= 4%

Вывод: мы изучили явление внутреннего трения в газах, экспериментально определив коэффициент вязкости воздуха и другие параметры данного процесса.