Порядок выполнения работы

1. Выписать данные установки и условия проведения опы-та. Занести их в таблицу 1.

Таблица 1

Данные установки
Радиус шарика,
Радиус трубки,
Плотность материала шарика,
Плотность жидкости,
Условия проведения опыта
Температура воздуха,
Ускорение свободного падения,

2. Включить установку (выключатель К1) и источник пи-тания (выключатель К2) нагревателя. Довести температуру жидкости примерно до 55°C. Температура определяется по сопротивлению датчика температуры при помощи цифро-вого омметра и градуировочного графика, закрепленного на передней панели стенда. Выключить нагреватель.

3. Измерить 3 раза расстояние, пройденное шариком с постоянной скоростью. Результаты занести в таблицу 2.

4. Через несколько минут записать показания цифрового омметра.

5. Измерить 3 раза время падения 3-х одинаковых ша-риков между метками, контролируя при этом температуру жидкости.

6. Результаты измерения занести в таблицу 2. Темпе-ратура жидкости принимается как среднее значение за вре-мя 3-х измерений температуры.

7. Добиться уменьшения температуры примерно на 10°C и повторить пункты 4 – 6. Результаты занести в таблицу 2.

8. Провести измерения, описанные в пунктах 4 – 6 для 4-х различных значений температуры. Последние измере-ния провести с трубкой без нагревателя, т.е. при комнат-ной температуре.

9. По средним значениям измеряемых величин вычислить по формуле (2.6.9) коэффициент вязкости жидкости при различных температурах. Результаты занести в таблицу 1.

10. Для четвертой серии измерений вычислить по из-вестной схеме погрешности определения расстояния и времени.

11. По формуле

вычислить относительную и абсолютную погрешности определения коэффициента вязкости при комнатной темпе-ратуре (4-я серия измерений).

12. Построить график зависимости коэффициента вяз-кости жидкости от температуры и сравнить его с теорети-ческой зависимостью (2.13).

13. По формуле вычислить кинематическую вяз-кость для каждой серии измерений. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ измер.
1
2
3
Среднее значение по 3-м измерениям

Контрольные вопросы

1. Что такое процессы переноса, перечислите их.

2. Что общего во всех явлениях переноса? Каков меха-низм процессов переноса?

3. Запишите общую формулу для всех процессов переноса.

4. Какой из процессов переноса лежит в основе явления диффузии?

5. Какой из процессов переноса лежит в основе явления вязкости?

6. Какой из процессов переноса лежит в основе явления теплопроводности?

7. В чем заключается механизм внутреннего трения?

8. Что такое динамическая вязкость, каков её физический смысл?

9. Что такое кинематическая вязкость, каков её физический смысл?

10. В каких единицах измеряются динамическая и кине-матическая вязкости?

11. Напишите формулу зависимости динамической вяз-кости от температуры.

12. Приведите формулу Ньютона для внутреннего трения.

13. Что такое градиент скорости?

14. В чем заключается механизм диффузии?

15. Что такое потенциальная яма?

17. Укажите порядок размера потенциальных ям, в кото-рых находятся молекулы жидкости?

18. Чем определяется кинетическая энергия, необходимая молекуле для перехода в соседнюю потенциальную яму?

19. Что такое энергия активации молекул жидкости?

20. Как рассчитывается средняя скорость теплового дви-жения молекул?

21. Что описывает формула Стокса, напишите её.

22. Что такое эффективный диаметр молекул и как он за-висит от температуры?

23. Что такое средняя длина свободного пробега и от че-го она зависит?

24. Как зависит коэффициент вязкости от температуры среды?

25. В каких случаях коэффициент вязкости увеличивает-ся при увеличении температуры и в каких – уменьшается?

26. Как зависит скорость падения шарика от коэффици-ента вязкости?

27. Запишите уравнение движения шарика при его падении в вязкой среде.

28. Запишите формулу для расчета коэффициента вязкос-ти в случае падения шарика в бесконечной среде.

29. Как зависит коэффициент вязкости от радиуса труб-ки, в которой происходит падение шарика?

30. Какое движение жидкости называется ламинарным и какое турбулентным?