Лабораторные работы / ЗОЙБЕРГ - 2005 / 1kurs / Fiz_Lab_1kurs_doc_2.5(Vyazkost)

Отчёт о выполнении лабораторной работы № 2.5

«Определение вязкости и эффективного диаметра молекулы газа капиллярным методом»

Цель работы: Ознакомление с явлением переноса импульса в газах, капиллярным методом измерения вязкости, определения коэффициента вязкости и эффективного диаметра молекулы газа.

Необходимое оборудование:

Установка для определения вязкости газа капиллярным методом (специально для опыта 2.3), микроскоп, секундомер, штангенциркуль.

Основные формулы

1. Обычная погрешность прямого измерения:

; ; , где N – число измерений, ц.д. – цена деления измерительного прибора, t_α(N) – коэффициент Стьюдента, ΔX_i= X_cp-X_i.

2. Формула для определения коэффициента вязкости:

, где Δp – разность давлений на входе в капилляр и выходе из капилляра, D – диаметр капилляра, t – время прохода через капилляр газа объёмом V, L – длина капилляра.

3. Формула для определения эффективного диаметра молекулы:

, где η – коэффициент вязкости, m – масса одной частицы, k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура.

Таблица результатов измерений

№	Δp	t, c
1	20	17,2
2	24	19,0
3	22	17,8
4	20	17,0
5	20	18,0
6	26	19,0
7	24	19,0
8	20	16,6
9	26	18,0
10	24	19,0

Другие данные для общей формулы

1. Диаметр капилляра D = 0,793 мм

2. Длина капилляра L = 60,375 ± 0,125 мм

3. Объём перетёкшего газа V = 28,26 ± 0,14 см³

4. Средняя масса одной частицы воздуха m = 4,81727*10^-26 кг

5. Постоянная Больцмана 1,38 * 10^-23 Дж/К

6. Абсолютная температура K = 298 К

Результаты вычислений

1. Среднее значение Δp с указанием доверительного интервала: Δp = 22,6 ± 1,5

2. Среднее значение t с указанием доверительного интервала: t = 18,0 ± 0,5

3. Коэффициент вязкости газа:

η = (2,31 ± 0,17)*10^-6 (н/м²)*с

4. Эффективный диаметр молекулы:

d = (8,5 ± 0,3)*10^-10 м

Выводы из работы

Вязкость в газах обуславливается переносом импульса от более быстрого слоя к более медленному. В лабораторной работе мы определили время, за которое определённый объём газа ламинарным течением проходит через капилляр определённого диаметра. Используя это время, мы определили коэффициент вязкости воздуха, а также, используя кинетические представления о вязкости, определили эффективный диаметр молекулы.

« » 2005 г.

дата

Голубенко И.С. / /

группа ВК-14 подпись