Лабы / Лаб№4

Лабораторная работа №4 Терентьев К.В.

Большаков И. В., Шевелев Е. И.

Цель работы:

• определить вязкость машинного масла методом Стокса, основанным на измерении скорости падения капли воды в машинном масле;

• ознакомиться с установкой для проведения измерений;

• провести измерения и вычисления опытным путем, занося результаты в таблицу;

• сделать вывод на основании вышеперечисленного;

• выявить различия механизмов вязкости в жидкостях и в газах;

• определить физический смысл коэффициента вязкости, зависимость вязкости газов, жидкостей от температуры.

1 – капельная воронка

2 – регулировка зажима

3 – стеклянная трубка

Рисунок 1. Схематический рисунок установки

Рабочая формула:

, где

вязкость машинного масла;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

p – плотность воды;

p₀ – плотность масла;

r – радиус капли воды, вычисляемый по формуле:

, где - масса воды в стакане;

n – число капель воды в стакане;

R – радиус трубки с маслом;

t – время, за которое капля воды проходит расстояние l в трубке с маслом.

Выполнение задания:

Таблица 1

Вычисление радиуса капли воды

№	m1∙103, кг	m2∙103, кг	m0∙103, кг	n	r ∙103, кг
1	16,1	20,2	4,1	50	2,7
2	16,1	20,2	4,1	50	2,7
3	16,1	20,2	4,1	50	2,7

;

м

- масса пустого стакана;

- масса стакана с водой.

Таблица 2

Время прохождения каплей воды расстояния l в трубке с маслом

№	1	2	3	4	5
1	0,19	0,19	0,19	0,19	0,19
2	16,20	15,03	15,14	17,23	15,60

= 0,19 м

(с)

Расчет вязкости машинного масла:

= (кг/м∙с)

Ответ: 0,13 кг/м∙с

Физические выводы:

При увеличении температуры вязкость жидкостей уменьшается, и наоборот. При увеличении температуры вязкость газов медленно увеличивается. ()

На шарик погруженный в жидкость действуют силы Архимеда, которые уравновешиваются силой внутреннего трения (вязкости) жидкости, в результате чего шарик равномерно падает в жидкости (при условии, что плотность материала шарика больше плотности жидкости). Вязкость жидкости зависит от ее химического состава, примесей и температуры. С повышением температуры вязкость жидкости уменьшается по закону: , где

А – коэффициент, почти постоянный для каждой жидкости;

- минимальная энергия, которую нужно сообщить молекуле жидкости, чтобы она могла перейти из одного положения равновесия в другое;

– постоянная Больцмана;

Т – абсолютная температура жидкости.

1