Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра физики

Отчет

О лабораторной работе 1-9.

«Изучение сил вязкого трения»

Выполнил ст. 010 гр.:

Козлов Сергей Анатольевич

Проверил:

Рязань 2000 г.

Цель работы: Определить коэффициент вязкости воздуха методом Паузейля; вычислить эффективный диаметр молекул воздуха методом измерения макропараметров.

Приборы и принадлежности: Экспериментальная установка, секундомер.

Элементы теории и метод эксперимента

В молекулярно кинетической теории молекулы идеального газа представляются в виде абсолютно упругих шаров, которые движутся хаотически с различными скоростями.

Но так как реальная молекула не является шаром, возникла необходимость ввести понятие эффективного диаметра молекул. Эффективный диаметр молекул равен тому минимальному расстоянию, на котором одна молекула может пролететь около другой, не изменив своей траектории. Можно считать также эффективным диаметром наименьшее расстояние между центрами молекул при их столкновении.

Молекулярно кинетическая теория позволила получить формулы, в которых макроскопические параметры газа связаны с его микропараметрами.

Пользуясь этими формулами, можно с помощью легко измеряемых макропараметров – давления, коэффициента вязкости – оценить эффективный диаметр молекул.

Известно, что коэффициент вязкости газа

() (1)

где  - плотность газа;  - средняя арифметическая скорость хаотического движения газовых молекул;  - средняя длинна свободного пробега молекул.

Подставим в формулу (1) выражения для ,  и , даваемые молекулярно кинетической теорией:

Где n₀ – концентрация молекул; m – масса одной молекулы;  - молярная масса газа, получим выражение для квадрата эффективного диаметра.

Где R – универсальная газовая постоянная; Т – абсолютная температура; N_A – число Авогадро.