Добавил:
sergeevpavel0406@mail.ru СОВА Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабораторные работы. Молекулярно-кинетическая теория / Физика. МКТ. ЛР. Определение вязкости жидкости методом стокса

.docx
Скачиваний:
12
Добавлен:
26.09.2018
Размер:
143.7 Кб
Скачать

Цель работы: определить вязкость глицерина.

Приборы и принадлежности: Стеклянный цилиндр, наполненный глицерином; стальные шарики; секундомер; термометр

ХОД РАБОТЫ:

  1. Измерим радиусы десяти стальных шариков и время их падения в глицерине. Полученные значения сведём в таблицу.

R=3,5 см – радиус цилиндра;

L=77 см;

ρш=7800 кг/м3;

ρг=1260 кг/м3.

№ п/п

Re,

1

7,40

7,424

-0,024

0,000576

0,011

0,734

0,0011

2

7,45

0,026

0,000676

3

7,42

-0,004

0,000016

4

7,42

-0,004

0,000016

5

7,40

-0,024

0,000576

6

7,44

0,016

0,000256

7

7,39

-0,034

0,001156

8

7,50

0,076

0,005776

9

7,38

-0,044

0,001936

10

7,44

0,016

0,000256

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

.

.

.

  1. Определим погрешность измерения времени.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

.

.

  1. Определим вязкость глицерина и погрешность определения.

;

;

.

  1. Определим число Рейнольдса.

.

Имея полученное значение числа Рейнольдса можно сказать, что движение жидкости не является ламинарным. Оно находится в первой стадии неустойчивости.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется вязкостью?

Вязкость – свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла.

Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.

2. Получите формулу Стокса методом размерностей.

;

;

;

.

4. Определите методом размерностей, как будет зависеть от скорости шарика сила, действующая на него при турбулентном обтекании.

;

;

;

.

5. С какой предельной скоростью будет падать в воздухе стальной шарик радиусом 0,5 см?

.

6. В выражении для силы, действующей на шарик при турбулентном обтекании, отсутствует вязкость. Какие физические причины приводят в этом случае к появлению силы сопротивления?

3. Почему облака, состоящие из капель воды или кристалликов льда, не падают на землю? Что их удерживает в воздухе?

Мелким каплям, радиус которых составляет доли микрометра не дают падать вниз беспорядочные удары со стороны молекул воздуха, находящихся в хаотичном тепловом движении. Такое движение называют броуновским.

Когда радиус капли становится больше микрометра, ее движение перестает быть броуновским. И тогда начинает играть большую роль сопротивление воздушной среды. Одновременно с ускорением капли возникает и начинает расти действующая на каплю сила сопротивления воздуха. Она направлена противоположно силе тяжести и пропорциональна скорости капли.

По мере возрастания силы сопротивления скорость падающей капли нарастает все медленнее. Когда сила сопротивления воздуха выравнивается по модулю с силой тяжести, дальнейшее увеличение скорости капли прекращается, и далее капля падает равномерно. Такую равномерно движущуюся капельку может затормозить и даже подбросить вверх восходящий поток теплого воздуха. А земля, которую нагревает солнце, является постоянным источником таких восходящих воздушных потоков.

Кроме того, в процессе падения капля может просто-напросто испариться. Или раздробиться на более мелкие капельки.