2. Приборы и материалы.

Исследование температурной зависимости коэффициента вязкости дистиллированной воды в данной работе проводится на установке, принципиальная схема которой изображена на рисунке:

Принципиальная схема и фото установки для исследования температурной зависимости коэффициента вязкости:

1 - термостат;

2 - циркуляционный насос термостата;

3 -контактный термометр;

4 - регулятор подогревателя жидкости в термостате;

5 - вискозиметр;

6 - шприц для подачи исследуемой жидкости в вискозиметр;

7 - циркуляционный контур для изменения температуры в вискозиметре;

8 – термометр;

9 – секундомер;

10 – кран;

11 - сосуд с исследуемой жидкостью.

Установка состоит из термостата, в котором с помощью циркуляционного насоса, контактного термометра и регулятора может поддерживаться заданная температура жидкости (в данной работе - воды) с высокой степенью точности (0,2 К). Для поддержания заданной температуры в вискозиметре, контролируемой термометром, служит циркуляционный контур. Подача исследуемой жидкости в вискозиметр осуществляется шприцем, а время истечения жидкости между метками измеряется секундомером.

Вискозиметр капиллярный стеклянный представляет собой капиллярную трубку с измерительным резервуаром, ограниченным двумя метками M1 и M2. Капиллярная трубка впаяна внутрь рубашки вискозиметра, имеющей два отвода для циркулирующей жидкости.

Измерение вязкости при помощи вискозиметра основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости из измерительного резервуара. В данной работе измеряется вязкость дистиллированной воды при различных температурах: от комнатной до 80 - 900 С. Вязкость воды при комнатной температуре считается известной, и именно с ней сравнивается вязкость той же воды при других температурах.

Исследуемая жидкость из сосуда 11 подается при помощи шприца в вискозиметр до уровня "Н". При этом кран 10 должен быть закрыт. После выдержки прибора при заданной термостатом температуре, контролируемой термометром 8 в течение определенного промежутка времени, открывают кран 10 и измеряют секундомером время истечения жидкости между метками M1 и M2. Сначала такой опыт выполняют при комнатной температуре или близкой к ней. Лучше всего установить эту температуру равной 300 С. Она отсчитывается по термометру 8, а задается контактным термометром 3 и регулятором термостата 4. Далее 5 – 6 раз определяют время истечения жидкости между метками М1 и М2, находят среднее и погрешность определения среднего. Это и есть время t₀ в формуле . Затем опыт повторяют при более высоких температурах (через 100 С), поднимая температуру термостата контактным термометром, а контролируя по термометру 8. При каждой температуре измерения проводят по одному разу, каждый раз выдерживая жидкость в капилляре вискозиметра 3 – 5 минут. За погрешность измерения времени истечения жидкости принимается погрешность этого измерения при Т = 300 С. Среднеквадратичное отклонение и случайная погрешность измерения этого времени истечения определяются по формулам

где t_αn - коэффициент Стьюдента.

Далее рассчитывают значение коэффициента вязкости η для разных температур; η₀, ρ₀, t₀ -

коэффициент вязкости, плотность и время истечения жидкости при начальной температуре, равной 300С. Погрешность в определении коэффициента вязкости рассчитывают для доверительной вероятности P=0,95 по формуле

где Δη₀, Δρ₀, Δρ₁ определяются половиной разряда (если не указана погрешность в таблицах), занимаемого последней значащей цифрой для η₀, ρ₀ ,ρ₁ соответственно (например, ρ₁ = 0,9988 г/см³, можно принять Δρ₁ = 0,0005 г/см³).\