ФИЗИКА3 БОЛЬШЕ ГОТОВОГО1 / 1-st / Механика / lab20
.DOC
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Отчёт по лабораторной работе № 20.
По дисциплине: Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема :Определение коэфФициента вязкости , длины
СВОБОДНОГО ПРОБЕГА
И Эффективного деаметра МОЛЕКУЛЫ ГАЗА
Выполнил: студент гр. ПГ-03 ____________ /Пушкарт Е.В./
(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: _____________
Дата: __________________
ПРОВЕРИЛ: ____________ /Парфёнова И.И/
(подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2004 год.
Цель работы - определить коэффициент вязкости, длину свободного пробега и эффективный диаметр молекулы газа при его течении через узкую трубу.
Общие сведения
Согласно молекулярно-кинетической теории идеального газа хаотическое молекулярное движение является физической причиной наблюдаемых в газах явлений переноса: энергии - при выравнивании температур (теплопроводность), массы - при выравнивании концентраций (диффузия), импульса - при выравнивании скоростей направленного движения молекул (вязкость). Хотя скорости движения молекул велики, процессы переноса совершаются относительно медленно, так как столкновения между молекулами препятствуют их свободному движению и заставляют двигаться по ломаным траекториям.
Среднее расстояние, которое проходит молекула за время между двумя последовательными столкновениями, называется средней длиной свободного пробега..
Вязкость (внутреннее трение) есть свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одного слоя вещества относительно другого.
Экспериментальная установка
Э кспериментальная установка представляет собой сосуд, наполовину заполняемый водой (см. рисунок). Сверху сосуд плотно закрывается пробкой. Внизу сосуда имеется кран для выливания воды. Объем воздуха находящийся над водой в сосуде соединяется с атмосферой через узкий капилляр. Разность давлений на концах капилляра измеряется манометром. Если открыть кран, то вода сначала будет выливаться из сосуда непрерывной струей, а потом сериями отдельных капель. Это обусловлено тем, что при вытекании воды в сосуд через капилляр будет поступать воздух. А так как капилляр очень узкий, то воздух просачивается через него медленно. Вследствие этого на концах капилляра возникает разность давлений p (справа -атмосферное давление, слева- давление меньше атмосферного).
Расчетные формулы:
-разность давлений
-объем воды
- средняя арифметическая скорость молекулы газа
- коэффициент вязкости
. - средняя длина свободного пробега
- Эффективный диаметр молекулы
Таблица результатов измерения:
h1 |
Δh1 |
h2 |
Δh2 |
H1 |
ΔH1 |
H2 |
ΔH2 |
t |
Δt |
T |
ΔT |
pат |
Δpат |
Δp |
V |
10-3м |
10-3м |
10-3м |
10-3м |
10-2м |
10-2м |
10-2м |
10-2м |
с |
с |
(0С) |
(0С) |
KПа |
Па |
Па |
1м3 |
101 |
0,5 |
78 |
0,5 |
21 |
0,5 |
16 |
0,5 |
64,81 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
225,4 |
0,000317925 |
98 |
0,5 |
75 |
0,5 |
20 |
0,5 |
15 |
0,5 |
64,94 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
225,4 |
0,000317925 |
95 |
0,5 |
71 |
0,5 |
19,5 |
0,5 |
14,5 |
0,5 |
64,24 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
235,2 |
0,000317925 |
92 |
0,5 |
70 |
0,5 |
19 |
0,5 |
14 |
0,5 |
67,16 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
215,6 |
0,000317925 |
97 |
0,5 |
75 |
0,5 |
20 |
0,5 |
15 |
0,5 |
59,63 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
215,6 |
0,000317925 |
99 |
0,5 |
77 |
0,5 |
20 |
0,5 |
15 |
0,5 |
62,87 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
215,6 |
0,000317925 |
93 |
0,5 |
72 |
0,5 |
19 |
0,5 |
14 |
0,5 |
69,77 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
205,8 |
0,000317925 |
98 |
0,5 |
77 |
0,5 |
19,8 |
0,5 |
14,8 |
0,5 |
64,35 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
205,8 |
0,000317925 |
100 |
0,5 |
78 |
0,5 |
20 |
0,5 |
15 |
0,5 |
61,41 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
215,6 |
0,000317925 |
101 |
0,5 |
79 |
0,5 |
20,4 |
0,5 |
15,4 |
0,5 |
60,9 |
0,01 |
24,8 |
0,1 |
104,3 |
0,05 |
215,6 |
0,000317925 |
№ |
|
|
ср. |
ср. |
ср. |
Паc*10-8 |
м*10-8 |
Паc*10-8 |
м*10-8 |
м*10-9 |
|
1 |
2,88 |
0,15 |
2,75 |
0,145 |
7,83 |
2 |
2,89 |
0,15 |
|||
3 |
2,99 |
0,16 |
|||
4 |
2,86 |
0,13 |
|||
5 |
2,54 |
0,14 |
|||
6 |
2,68 |
0,15 |
|||
7 |
2,83 |
0,14 |
|||
8 |
2,61 |
0,14 |
|||
9 |
2,59 |
0,14 |
|||
10 |
2,75 |
0,15 |
Пример расчетов:
Па
м/c
вычисление погрешности:
Вывод: Я определил коэффициент вязкости, длину свободного пробега и эффективный диаметр молекулы газа при его течении через узкую трубу
При выполнении данной лабораторной работы мною были получены данные результаты:
Пас
м
м