Лабораторная работа 13-2 Определение динамического коэффициента вязкости методом Стокса

Контрольные вопросы

1. Дайте определение динамического коэффициента вязкости.

2. В каких единицах измеряется динамический коэффициент вязкости?

3. В чём различие механизма внутреннего трения в жидкости и газе? Как зависит вязкость газов и жидкостей от температуры?

4. Запишите условие равновесия сил при равномерном падении шарика в вязкой жидкости.

5. Выведите расчетную формулу для определения динамического коэффициента вязкости методом Стокса.

Тесты

1. При явлении внутреннего трения (вязкости) происходит перенос…

1) массы; 2) импульса; 3) энергии; 4) молекул;

5) нет правильного ответа.

2. Если F_T – сила тяжести, F_C – сила внутреннего трения, F_A – сила Архимеда, то, какое из равенств выполняется при равномерном падении шарика в жидкости?

Варианты ответа: 1) F_T – F_C – F_A = 0; 2) F_T + F_C – F_A = 0;

3) F_T – F_C + F_A = 0; 4) F_T + F_C + F_A = 0;

5) нет правильного ответа.

3. Определить зависимость от температуры коэффициента вязкости  газа.

Варианты ответа: 1)  ~ T; 2)  ~ ; 3)  ~ ; 4)  не зависит от Т.

4. В некотором газовом процессе импульс, передаваемый молекулами газа за 1 с стенкам сосуда, пропорционален температуре. Какой это процесс?

Варианты ответа

1) изохорический; 2) изотермический; 3) изобарический;

4) адиабатический; 5) любой из них; 6) ни один из них.

5. Молекулы какого из перечисленных газов, входящих в состав воздуха, в равновесном состоянии обладают наибольшей средней арифметической скоростью?

Варианты ответа: 1) N₂; 2) O₂; 3) H₂; 4) CO₂.

6. При ламинарном течении газа скорость u изменяется согласно графику, изображенному на рис. 3.8. В каком направлении по оси Ох: а) «течет» импульс; б) сила внутреннего трения возрастает?

Варианты ответа: 1)  ; 2)  ;

3)  ; 4)  .

7. Н а рис. 3.9 качественно показано распределение скорости жидкости по сечению круглой трубы. Куда направлена сила внутреннего трения, действующая на трубу?

Варианты ответа: 1) → , 2) ←, 3) ↑, 4) ↓.

8. Шарик всплывает с постоянной скоростью в жидкости (рис. 3.10), плотность которой в 3 раза больше плотности шарика (ρ_Ж = 3ρ_Ш). Определить отношение силы трения, действующей на всплывающий шарик, к его весу .

Варианты ответа: 1) 2; 2) 3; 3) 1,5; 4) 4; 5) нет верного ответа.

Лабораторная работа Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха

Контрольные вопросы и задания

1. Что понимают под эффективным диаметром молекулы?

2. Какую величину называют средней длиной свободного пробега?

3. Записать уравнение, связывающее коэффициент внутреннего трения и длину свободного пробега. Выразить из него длину свободного пробега и объяснить от каких величин она зависит.

4. Какой физический смысл имеет число Лошмидта?

5. Как рассчитывается в данной работе разность давлений на концах капилляра?

Тесты

1. Как изменяются при изотермическом расширении газа: а)средняя кинетическая энергия молекул; б) средняя дли свободного пробега молекул?

Варианты ответа: 1) а – увеличивается, б – увеличивается;

2) а – уменьшается, б – уменьшается;

3) а – увеличивается, б – уменьшается;

4) а – уменьшается, б – увеличивается.

2. Как изменяется средняя длина свободного пробега молекул газа: а) при изобарном нагревании; б) при изотермическом увеличении давления?

Варианты ответа: 1) а – увеличивается, б – увеличивается;

2) а – уменьшается, б – уменьшается;

3) а – увеличивается, б – уменьшается;

4) а – уменьшается, б – увеличивается.

3. Г аз находится в закрытом сосуде. Зависят ли от средней скорости теплового движения молекул газа: а) среднее число столкновений молекулы в 1 с; б) средняя длина свободного пробега молекул?

Варианты ответа: 1) а – да, б – да; 2) а – нет, б – нет; 3) а – да, б – нет; 4) а – нет, б – да.

4. Число ударов молекул в 1с о стенку сосуда изменяется с температурой при изобарном процессе по закону z  T ^b. Найти значение b.

Варианты ответа: 1) 1; 2) 1/2; 3) -1/2;

4) 2; 5) -2;

6) нет правильного ответа.

5. Газ нагревается изобарно. Определить зависимость средней длины свободного пробега молекул от температуры (рис. 3.11), если учесть, что эффективное сечение молекул уменьшается с повышением температуры.