5. Порядок работы
Приборы и принадлежности: стеклянный цилиндрический сосуд с исследуемой жидкость; набор шариков, отличающихся материалом и размерами; микроскоп МИР-12; предметное стекло; секундомер; ареометр; термометр; масштабная линейка; пинцет.
5.1. Измерить при помощи микроскопа диаметр d шарика и измеренный шарик поместить с помощью пинцета на предметное стекло, находящееся на столике микроскопа. Совместить визирные линии окуляр-микрометра с правым, а затем с левым краями шарика (рис. 3). Снять отсчёт по горизонтальной шкале (целые миллиметры) и по шкале барабана (десятые и сотые доли миллиметра). Найти диаметр шарика как разность этих отсчётов. Диаметр каждого шарика измерить в трех различных направлениях. Результаты занести в (табл. 2.). За диаметр шарика принять среднее арифметическое полученных результатов.
Схема измерения диаметра шарика
_________________________________________________
Рис.3
5.2. Определить установившуюся скорость падения шарика в жидкости. Для этого взять шарик пинцетом, поместить его в центр открытой поверхности жидкости и отпустить. Когда шарик будет проходить первую метку, включить секундомер. Измерить время движения шарика между метками. При отсчетах глаз наблюдателя должен располагаться на уровне соответствующей метки. Измерения проделать для всех шариков. Результаты занести в (табл. 3.). Рассчитать скорость шарика υ=ι/t и занести результаты в (табл. 3).
Таблица 2.
Результаты измерений диаметров шариков
Номер шарика, материал |
Номер измерения |
Отсчет по левому краю η1, ∙10-3м |
Отсчет по правому краю η2, ∙10-3м |
Диаметр шарика d= η2 - η1, ∙10-3м |
Среднее значение диаметра dср, ∙10-3м |
1 Железо |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
3 |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
3 |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
3 |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
3 |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
3 |
|
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
3 |
|
|
|
5.3. Повторить п.п. 5.1. и 5.2. для 5-6 шариков, отличающихся материалом и размерами.
5.4. Измерить плотность жидкости с помощью ареометра. Результат занести в (табл. 3). (Глицерин перед измерением надо тщательно перемешать мешалкой, так как глицерин поглощает из воздуха водяные пары, вследствие чего изменяется его плотность).
5.5. Измерить температуру жидкости термометром.
5.6. Найти в справочнике значение плотности шарика и занести в (табл. 3).
5.7. Для каждого шарика вычислить вязкость по формуле (13), преобразованной к виду
η=Сd2/υ (14)
где: С=(ρ - ρo)g/18 d=2r
Результаты вычислений занести в (таб. 3).
Таблица 3.
Результаты эксперимента и вычислений
Номер шарика |
Высота ι, м |
Диаметр d, м |
Время t, с |
Плотность жидкости ρo, кг/м3 |
Плотность шарика ρ, кг/м3 |
Скорость υ, м/с |
С, кг/м2с2 |
Вязкость η, Па∙с |
Средняя вязкость ηср, Па∙с |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.8. Рассчитать среднее значение вязкости с и занести в (таб. 3).
5.9. В случае работы с глицерином определить процентное содержаний воды. Для этого по данным (табл. 1) построить график зависимости вязкости от процентного содержания глицерина при температуре наиболее близкий к измеренной.