Экспериментальная часть

1. Перед началом измерений ванна должна быть наполнена водой таким образом, чтобы спираль нагревателя термостата оказалась покрыта водой.

2. Внимательно ознакомьтесь с краткой инструкцией по эксплуатации термостата, приведённой в Приложении 1. Включите термостат и задайте ему температуру 23°C. Наблюдая за изменением температуры в ванне, которую показывает дисплей термостата, дождитесь стабилизации температурного режима. Реальная температура в вискозиметре несколько отличается от температуры воды в ванне (как правило, она на 2÷3Cвыше). Поэтому температуру жидкости в вискозиметре следует измерять по ртутному термометру, укрепленному внутри него. Измерьте эту температуру и занесите её в Таблицу 2. По известной формулепереведите температуру в абсолютную и занесите полученный результат в таблицу 2.

Таблица 2

Температура		, К-1	, К-1	Время падения шарика τ, с			Плотность воды ρж, г/см3	Вязкость η, мПа·с	Δη, мПа·с
t,°C	T, К			τi	<τ>	Δτ
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
				…
				…

3. Измерьте время τпрохождения шариком отрезка между верхней и нижней метками на трубке вискозиметра (L=100 мм). Для этого переверните вискозиметр таким образом, чтобы он зафиксировался в крайнем положении. Шарик начнет медленно опускаться. В момент прохождения экватором шарика верхней метки на трубке вискозиметра включите секундомер, а в момент прохождения нижней метки – выключите. Занесите полученный результат в таблицу.

4. Повторите измерение времени ещё не менее двух раз. Вычислите среднее значение и случайную погрешность. Запишите результаты в таблицу.

5. Воспользовавшись краткой инструкцией по эксплуатации термостата (Приложение 1), увеличьте температуру жидкости в вискозиметре не менее, чем на 5°C. Наблюдая за дисплеем термостата, дождитесь нагревания воды в ванной до заданной температуры. После этого момента необходимо выждать 1÷2 минуты, пока установится температурный режим в вискозиметре.

6. Измерьте температуру жидкости в вискозиметре по ртутному термометру. Занесите в таблицу. Выполните измерения, описанные в пунктах 3÷4, при данной температуре.

7. Постепенно увеличивая температуру с шагом не менее 5°C, измерьте зависимость времени падения шарика от температуры. Максимальная температура воды в термостате ограничена величиной 49°C. Не нужно пытаться задать температуру выше этого значения. По окончании измерений задайте термостату температуру ниже комнатной, например 15°C.

8. На Рис.4 приведен график зависимости плотности воды от температуры. С помощью этого графика определите значения плотности воды, соответствующие температурам, при которых проводились измерения. По формуле (8) рассчитайте значения вязкости воды при этих температурах. Результаты занесите в таблицу.

9. Рассчитайте случайные погрешности определения вязкости . Для этого воспользуемся известным свойством погрешностей: если некоторая величина рассчитывается путём умножения и деления экспериментально измеренных величин, то их относительные погрешности при этом складываются:

(17)

10. Постройте график зависимости величины от. Экспериментальные точки должны быть нанесены с «полями погрешностей». Для этого необходимо воспользоваться соотношениями:

(18)

Погрешность измерения температуры можно считать .

11. Согласно формуле (15) построенная зависимость должна быть линейной. Определите угловой коэффициент прямой и с его помощью рассчитайте величину молярной энергии активации W_m воды и её погрешность.

12. Пересчитайте молярную энергию активации W_mв удельную в расчете на 1 грамм. Сравните полученный результат с табличными значениями теплоты парообразования и теплоты плавления воды. Сделайте вывод.