Порядок виконання лабораторної роботи

Завдання 1. Ознайомитися з будовою капілярного віско­зи­мет­ра.

Мал. 3.36. Капілярний віскозиметр.

Основу віскозиметра становить капіляр 3 з резервуаром 2 (мал. 3.36). Мітки М₁ та М₂ на резервуарі служать для фіксу­вання об’єму рідини, що протікає через капіляр. Груша 4 служить для засмоктування рідини в резервуар 1.

Завдання 2. Визначити відносний _від та абсолютний _абс коефіцієнти в’язкості досліджуваної рідини.

1. Визначити час t_x протікання через капіляр фіксова­ного об’єму досліджуваної рідини. Для визначення t_x необхідно за допомогою груші засмоктати гліцерин в резервуар 1 на декілька міліметрів вище мітки М₁. Потім, дозволяючи рідині вільно витікати із резервуара 2 через капіляр 3, виміряти за допомогою секундоміра час t_х проход­жен­ня меніску між мітками М₁ та М₂. Виміри занести в таблицю 1.

Таблиця 1. Результати вимірів часу витікання рідин

№	tx [c]	tx [c]	tет [c]	tет [c]
1
2
3
Cереднє значення

2. Аналогічним способом визначимо час t_ет для дистильованої води. Результати занести в таблицю 1.

3. Розрахувати відносну в’язкість досліджуваної рідини за формулою (3.70). При розрахунках використовувати середнє зна­чен­ня t_х та t_ет. Значення густини досліджуваної рідини _х взяти рівним _х = (1120  0.5) кг/м³, а густину дистильованої води _ет = (1000  1) кг/м³.

Таблиця 2. Залежність коефіцієнта в’язкості дистильованої води [Пас] від температури

toC	ет	toC	ет	toC	ет
0	0.00179	21	0.00098	30	0.00080
5	0.00151	22	0.00096	40	0.00065
10	0.00131	23	0.00093	50	0.00055
15	0.00114	24	0.00091	60	0.00047
16	0.00111	25	0.00089	70	0.00041
17	0.00108	26	0.00087	80	0.00036
18	0.00106	27	0.00086	90	0.00032
19	0.00103	28	0.00084	100	0.00028
20	0.00100	29	0.00082	110	0.00026

4. Розрахувати абсолютне значення коефіцієнта в’язкос­ті до­слід­жу­ва­ної рідини _абс за формулою (3.71), визначивши за табли­цею 2 коефіцієнт в’язкості дистильованої води _ет при температурі досліду.

5. Знайти відносну  та абсолютну  похибки у визначенні відносного та абсолютного коефіцієнтів в’язкості досліджуваної рідини:

- відносна похибка

 = (_x /_x) = (t_x /t_x + t_ет /t_ет + _x /_x + _ет /_ет),

- абсолютні похибки для абсолютного та відносного коефіцієнтів в’язкості

_абс = _абс , _від = _від.

Кінцевий результат подати у вигляді:

_х = (_абс  _абс) [Паc] , _{x від} = _від  _від.

Завдання 3. Визначення коефіцієнта в’язкості рідини за допомогою віскозиметра ВК-4.

1. Віскозиметр ВК-4 являє собою капілярний віскози­метр для визначення коефіцієнта в’язкості крові. Із формули Гагена–Пуазей­ля, яка описує плин в’язкої рідини по цилінд­рич­ній трубі, виходить, що за однакових умов плину за один і той же час об’єм речовини V, який протікає через цю трубу, обернено пропорційний в’язкості рідини: V  1/ .

Величину об’єму V можна оцінити по довжині заповнення капіляру L за час плину: V = r²L. Отже, відношення в’язкостей рідин, об’єми яких протікають за певний час, буде дорівнювати відношенню об’ємів або довжин

/_ет = V_ет /V = L_ет /L.

Таким чином, вимірявши L та L_ет, можна визначити від­нос­ну в’язкість досліджуваної рідини

_від = /_ет = L_ет /L. (3.72)

Знаючи в’язкість еталонної рідини (води) при температурі дослі­ду, можна легко одержати абсолютне значення в’язкості дослід­жу­ваної рідини.

2. Ознайомитися з будовою віскозиметра ВК-4 (мал. 3.37).

Віскозиметр ВК-4 складається з двох градуйованих капіляр­них піпеток 1 і 2, закріплених на загальній підставці. Після того як в піпетку 1 набрано води, яка служить еталонною рідиною, кран 3 на піпетці 1 закривають, що дозволяє набрати досліджувану рідину (кров) в піпетку 2, не змінюючи рівень води в піпетці 1. Обидві піпетки з’єднані трійником 4, від якого відходить гумова трубка 5 з наконечником 6.

Мал. 3.37.

3. Виконати такі процедури для визначення коефіцієнта від­нос­ної та абсолютної в’язкості:

а) промити капіляри спиртом і просушити за допомогою груші;

б) відкрити кран 3 і, витягуючи повітря через наконечник 6 за допомогою шприца, набрати дистильовану воду в піпетку 1 до позначки “0”;

в) при закритому крані 3 таким же чином набрати досліджу­вану рідину в піпетку 2 до позначки “0”;

г) відкривши кран 3, втягувати повітря через наконечник 6 до того часу, поки рівень досліджуваної речовини в піпетці 2 не дійде до позначки “1” (L = 1), вода при цьому досягає в піпетці 1 другої позначки (L_ет). Як видно із формули (3.72), відносний коефіцієнт в’язкості досліджуваної рідини за цих умов чисельно дорівнює шляху, пройденому водою, тобто L_ет.

4. Оформіть протокол лабораторної роботи. Він повинен містити: а) стислу теоретичну частину, яка пояснює фізичну сут­ність капілярної віскозиметрії; б) таблиці експериментальних вимі­рів; в) результати обробки даних і розрахунок похибок вимірів.