- •Часть 2: жидкости и процессы в них
- •Часть 3: твердые тела и процессы в них
- •Часть 2: жидкости и процессы в них
- •2.1. Определение вязкости по методу Стокса.
- •2.2. Определение вязкости с помощью капиллярного визкозиметра.
- •3.Установка и порядок работы.
- •3.1. Определение вязкости по методу Стокса.
- •Порядок выполнения работы:
- •3.2. Определение вязкости с помощью капиллярного вискозиметра.
- •Порядок выполнения работы:
- •4. Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа 2-2
- •Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •2.1. Поверхностное натяжение
- •2.2. Краевые углы. Условия равновесия на границе жидкости и твердого тела
- •2.3. Формула Лапласа.
- •2.4. Капиллярные явления.
- •3. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца.
- •4. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом компенсации разности давлений в капилляре.
- •5. Порядок выполнения работы.
- •5.1. Определение σ по методу отрыва кольца.
- •5.2. Определение σ капиллярным методом.
- •6. Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа 2-3 определение фазовых переходов химически однородных веществ
- •Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •2.1. Фаза. Фазовые превращения. Условие фазового равновесия.
- •2.2. Фазовые переходы первого и второго рода.
- •2.3. Диаграмма состояния с тройной точкой.
- •3. Методика выполнения работы и описание установки.
- •3.2. Методика выполнения работы.
- •4. Порядок выполнения работы.
- •4.2. Нахождение точки фазового перехода исследуемого вещества.
- •5. Контрольные вопросы.
- •Часть 3: твердые тела и процессы в них
- •Лабораторная работа 3-1
- •Измерение коэффициента теплопроводности
- •Твердого тела
- •Цель работы
- •2. Теоретические пояснения.
- •3. Экспериментальная установка.
- •4. Порядок выполнения работы.
- •5. Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа 3-2 определение коэффициента линейного расширения твердого тела
- •Цель работы
- •2. Теоретические пояснения
- •3. Методика выполнения работы
- •4. Описание установки
- •5. Порядок выполнения работы
- •6. Контрольные вопросы
- •Список литературы
2.2. Определение вязкости с помощью капиллярного визкозиметра.
При течении вязкой жидкости по трубе круглого сечения распределение скорости в зависимости от радиуса определяется выражением:
v(r) = (R2ΔP/4 ή l ) (1- r2/R2), (6)
где R – внутренний радиус трубы, l - ее длина, ΔP - перепад давления на длине трубы.
Скорость слоев жидкости равна нулю у стенок трубы и максимальна на ее оси. Объем жидкости V, протекающей за Δt секунд через поперечное сечение трубы, определяется формулой Пуазейля:
R
V = 2πΔt ∫ r v(r) dr = ((π ΔP/8 ή l) R4 Δt) (7)
0
Таким образом, измеряя время Δt протекания определенного объема жидкости через трубку (капилляр) радиуса R и длины l при разности давлений ΔP, можно определить динамическую вязкость ή из соотношения (7).
3.Установка и порядок работы.
3.1. Определение вязкости по методу Стокса.
Установка состоит из:
а) секундомера;
б) измерительного устройства с измерительной головкой (имеющей точность до 0,01 мм) или микрометра;
в) цилиндрической колбы, в которую наливается испытуемая жидкость – глицерин (на основании колбы написано – «свинец»).
Порядок выполнения работы:
Пинцетом из стаканчика взять стеклянные шарики, измерить их диаметр при помощи измерительной головки или микрометра и опустить в колбу с глицерином. При помощи секундомера измерить время равномерного движения шарика на вертикальном отрезке длиной 8 см.
По полученным данным вычислить вязкость ή1 глицерина с помощью формулы (5), измерив предварительно радиус колбы Rк. Затем вычислить ή2 и Re, учитывая, что плотность глицерина ρж = 1,26 г/см3, плотность стеклянных шариков ρш = 19,5 г/см3.
Опыт повторить 4 - 5 раз. Найти среднее значение вязкости и погрешность ее определения.
Определение вязкости водных растворов глицерина
Описанным выше методом (см. п. 3.1) определить вязкость водных растворов глицерина различной концентрации. Концентрации семи различных растворов (объем воды : объем глицерина) указаны на цилиндрических колбах. В расчете использовать значения плотности растворов, приведенные в таблице 1. Опыт проводить с мелкими стеклянными шариками (ρш = 19,5 г/см3). Выполнить по 3 опыта с раствором каждой концентрации. Результаты занести в таблицу 1. Построить график зависимости вязкости водного раствора глицерина от его концентрации.
Таблица 1.
Вода : глицерин (по объему) |
0:10 |
1:10 |
2:10 |
3:10 |
4:10 |
5:10 |
6:10 |
Плотность раствора (г/см3) |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
Вязкость раствора |
|
|
|
|
|
|
|
Время падения шарика |
|
|
|
|
|
|
|