Описание установки
Для определения вязкости по методу Стокса берут высокий цилиндрический сосуд с исследуемой жидкостью (рис.1). На сосуде имеются две кольцевые метки А и В. Метка А соответствует той высоте, где силы, действующие на шарик, уравновешивают друг друга и движение становится равномерным. Нижняя метка В нанесена для удобства отсчета времени.
Бросая
шарик в сосуд, отмечают по секундомеру
время t
прохождения шариком расстояния
l
между
метками. Так как
,
то формула
(5) принимает
вид:
,
(6)
где
d
– диаметр шарика;
– постоянная прибора, которую следует
рассчитать на начальной стадии работы.
Порядок выполнения работы
1. Измерьте микрометром диаметр d шарика три раза.
2. Вычислите среднее значение диаметра dсp. шарика.
3. Опустите шарик в сосуд с жидкостью так, чтобы он двигался по оси цилиндра. Измерьте время t прохождения шариком расстояния между метками А и В.
4. Измерьте расстояние l между метками А и В.
5. Определите с помощью ареометра плотность ж исследуемой жидкости.
6. Вычислите вязкость жидкости по формуле (6).
7. Произведите аналогичные измерения и вычисления с пятью шариками и найдите ср., рассчитайте ошибку измерений.
8. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
№ опыта |
d1, м |
d2, м |
d3, м |
dср., м |
t, с |
, Пас |
ср., Пас |
, Пас |
Е, % |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Сравните полученный результат с табличным значением.
Контрольные вопросы
1. Что такое сила внутреннего трения?
2. Напишите уравнение Ньютона для течения вязкой жидкости.
3. Как зависит вязкость от температуры?
4. Что такое ньютоновская и неньютоновская жидкости?
5. Выведите формулу (6) для определения вязкости по методу Стокса.
6. Какие условия должны выполняться при измерении вязкости методом Стокса?
Литература
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высшая школа, 1987.
2. Ливенцев Н.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1978.
3. Лаврова И.В. Курс физики. – 1981. – § 15.
Вязкость водных растворов глицерина
[И.Т.Гороновский, Ю.М.Назаренко, Е.Ф.Некряч «Краткий справочник химика», Киев, 1974 г. C. 821.]
Относительная плотность 25/125 С |
Весовой процент глицерина |
Вязкость, мПас |
||
|
|
20°C |
25°C |
30°C |
1,26201 |
100 |
1495,0 |
942,0 |
622,0 |
1,25945 |
99 |
1194,0 |
772,0 |
509,0 |
1,25685 |
98 |
971,0 |
627,0 |
423,0 |
1,25425 |
97 |
802,0 |
521,5 |
353,0 |
1,25165 |
96 |
659,0 |
434,0 |
295,8 |
1,24910 |
95 |
543,5 |
365,0 |
248,0 |
1,20925 |
80 |
61,8 |
45,72 |
34,81 |
1,12720 |
50 |
6,032 |
5,024 |
4,233 |
1,06115 |
25 |
2,089 |
1,805 |
1,586 |
1,02370 |
10 |
1,307 |
1,149 |
1,021 |
Лабораторная работа № 6