Ход работы
1. Путем поворота ручки термостата по часовой стрелке до щелчка включить его, установив на контактном термометре температуру 30 С.
2. Прополоскать вискозиметр дистиллированной водой. Для этого 5 - 6 раз набрать в вискозиметр и выдавить шприцем воду (кран 10 закрыт). При этом не допускать попадания воды в шприц.
3. При закрытом кране 10 подать шприцем воду в вискозиметр до уровня "Н" (см.рис.2), шприцем
поддерживать воду на этом уровне в течение (3 - 5) мин при начальной температуре T=30 С
4. Произвести секундомером 5 - 6 измерений времени истечения воды между метками M1 и M2 при T=30 С. При истечении воды из вискозиметра кран 10 открыт.
5. С помощью контактного термометра и регулятора термостата поднять температуру жидкости в термостате на 10 C выше начальной. Контроль температуры осуществлять термометром
6. Выдержать жидкость в вискозиметре при этой температуре 3 - 5 мин и определить время её вытекания.
7. Такие измерения повторить через 10 С до температуры T=(80÷90) C.
8. По формуле вычислить коэффициент вязкости воды при различных температурах. Результаты измерений занести в таблицу.
9. По формулам определить погрешности измерения коэффициента вязкости при T=60 C.
10. Построить график зависимости ln(η) от обратной температуры 1/T. По тангенсу угла наклона определить E. Лучше всего это сделать на компьютере методом наименьших квадратов.
11. Построить график зависимости η от температуры для эксперимента и для табличных данных. Сравнить лабораторные результаты с табличными.
Необходимые для расчетов формулы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
T=30С |
t1=19,61c |
t=19,70c |
t2=19,66c |
ρ0=0,9957*103 кг/м2 |
t3=19,46c |
η0=7970*10-7 н*с/м2 |
t4=20,25c |
|
t5=19,50c |
T=40С |
t1=16,26c |
t=16,81с |
t2=16,30c |
ρ0=0,9927*103 кг/м2 |
t3=16,75c |
η0=6513*10-7 н*с/м2 |
t4=17,19c |
η=6780*10-7 н*с/м2 |
t5=17,55c |
T=50С |
t1=14,92c |
t=14,50с |
t2=15,12c |
ρ0=0,9880*103 кг/м2 |
t3=13,51c |
η0=5440*10-7 н*с/м2 |
t4=15,91c |
η=5820*10-7 н*с/м2 |
t5=13,05c |
T=60C |
t1=13,17c |
t0=12,82c |
t2=13,51c |
ρ0=0,9832*103 кг/м2 |
t3=12,54c |
η0=4630*10-7 н*с/м2 |
t4=13,12c |
η=5121*10-7 н*с/м2 |
t5=11,75c |
T=70С |
t1=13,03c |
t=12,05с |
t2=11,81c |
ρ0=0,9777*103 кг/м2 |
t3=10,64c |
η0=4005*10-7 н*с/м2 |
t4=13,16c |
η=4786*10-7 н*с/м2 |
t5=11,86c |
T=80С |
t1=10,99c |
t=10,34c |
t2=11,07c |
ρ0=0,9716*103 кг/м2 |
t3=9,77c |
η0=3510*10-7 н*с/м2 |
t4=9,55c |
η=4081*10-7 н*с/м2 |
t5=10,31c |
Определение погрешности измерений коэффициента вязкости при T=60С
№ |
t,c |
tср |
(tср-t)2 |
1 |
19,61 |
19,70 |
0,0081 |
2 |
19,66 |
0,0016 |
|
3 |
19,46 |
0,0576 |
|
4 |
20,25 |
0,3025 |
|
5 |
19,50 |
0,04 |
№ |
t,c |
tср |
(tср-t)2 |
1 |
13,17 |
12,82 |
0,1225 |
2 |
13,51 |
0,4761 |
|
3 |
12,54 |
0,0784 |
|
4 |
13,12 |
0,09 |
|
5 |
11,75 |
1,1449 |
Экспериментальные данные
№ |
T,C |
t,c |
η,*10-7 н*сек/м2 |
№ |
T,C |
t,c |
η,*10-7 н*сек/м2 |
1 2 3 4 5 |
30 |
19,70 |
7970 |
1 2 3 4 5 |
60 |
12,82 |
5121 |
1 2 3 4 5 |
40 |
16,81 |
6780 |
1 2 3 4 5 |
70 |
12,05 |
4786 |
1 2 3 4 5 |
50 |
14,50 |
5820 |
1 2 3 4 5 |
80 |
10,34 |
4081 |
График зависимости ln(η) от обратной температуры 1/T
E=
График зависимости η от температуры для эксперимента:
График зависимости η от температуры для табличных данных:
Вывод: исследована зависимость вязкости воды от температуры, при повышении температуры вязкость воды уменьшается. Полученные коэффициенты вязкости в пределах погрешности совпали не всегда с табличными значениями, это связано с несовершенством установки, так как температуру мы замеряем по термометр находится рядом с капилляром, а не внутри него, соответственно мы не можем точно измерить температуру жидкости. Метод является относительным, при известном коэффициенте вязкости и плотности воды при Т=30С и находим коэффициенты вязкости воды при разных температурах.