Порядок виконання роботи

1. Записати вихідні дані для дистильованої води і досліджуваної рідини (етиловий спирт): ₀ = (9,990±0,005)10² кг/м³;  = (7,860± 0,005)10² кг/м³;  = (1,050± 0,005)10^-3 Па∙с. Виміряти температуру середовища в термос-таті і, якщо вона відмінна від 20°С, внести поправку на зміну густини.

2. Приєднати ручну помпу до віскозиметра 1 з дистильованою водою, вивести рівень води за допомогою ручної помпи на 1 см вище від позначки А і перекрити кран К.

3. Тричі виміряти час t₀ витікання води з резервуара Р. Для цього потрібно відкрити кран К, увімкнути секундомір під час проходження рівня води через позначку А і вимкнути його під час проходження рівня через позначку В.

4. Приєднати ручний насос до віскозиметра 2 (з етиловим спиртом) і тричі виміряти час t.

5. За формулою (2) обчислити коефіцієнт в’язкості етилового спирту. Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю:

Номер за пор.	t, с	t, с	t0, с	t0, с	, Па с	, Па с
1
2
3
C.з.

6. Визначити похибки прямих вимірювань.

7. Абсолютну похибку  обчислити за формулою

.

8. Записати кінцевий результат у вигляді

=( ± ), Е_=... %.

Контрольні запитання

1. Які явища перенесення ви знаєте?

2. За яких умов справджується формула Пуазейля?

3. Від яких чинників залежить коефіцієнт в’язкості рідин?

4. Дайте визначення одиниці вимірювання коефіцієнта в’язкості в системі одиниць СІ.

5. У чому полягає фізичний зміст градієнта швидкості для рідини, яка протікає по трубі?

6. Що таке кінематична в’язкість рідини?

Лабораторна робота №205. Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відривання кільця

Завдання: визначити коефіцієнт поверхневого натягу води та водних розчинів за кімнатної температури методом відривання кільця.

Приладдя: установка для вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу рідини, набір досліджуваних рідин, термометр, фільтрувальний папір.

Теоретичний матеріал, який необхідно засвоїти під час підготовки до виконання роботи: структура й особливості теплового руху атомів і молекул рідин; головні положення молекулярно-кінетичної теорії; поверхнева енергія; коефіцієнт поверхневого натягу і його фізичний зміст; змочування; крайові кути; тиск під викривленою поверхнею рідини, формула Лапласа.

Література:

1) § 19.3–19.5, с. 373–380;

2) § 21.4–21.7, c.122–130;

3) § 61–63, с. 191–262;

4) § 66–69, с. 111–116.

Опис установки. На рис. 6 зображена установка для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідин методом відривання кільця. Алюмінієве кільце 1 підвішене до мілідинамометра 2. За допомогою гвинта 3 кільце можна опускати і піднімати по вертикалі. Відлік сили виконують за шкалою 4, проградуйованою в міліньютонах. На поворотному столику 5 закріплені посудини 6 із досліджуваними рідинами.

Рис. 6

Ідея роботи та виведення робочої формули. Коефіцієнт поверхневого натягу рідини можна визначити за формулою

=F/l, (1)

де F – сила поверхневого натягу, яка діє на тіло, що контактує з рідиною; l – довжина межі контакту. Отже, визначивши F і l, можна легко обчислити .

У цій роботі з рідиною контактує кільце із зовнішнім діаметром D і товщиною стінки d. Якщо позначити х – внутрішній діаметр кільця, то довжину межі контакту можна визначити як l=2(D+x), але x=D–2d, тоді

l=2(D–d). (2)

Силу поверхневого натягу F визначають за показами мілідинамометра 2. Тоді з (1) матимемо

. (3)

Вираз (3) – робоча формула лабораторної роботи.