3.4. Измерение вязкости капиллярным вискозиметром

Капиллярный вискозиметр 4 включает ёмкость с капилляром. Вязкость определяется по времени истечения жидкости из ёмкости через капилляр. Опыт провести в такой последовательности:

1) Перевернуть устройство №1 в вертикальной плоскости и определить секундомером время t истечения через капилляр объёма жидкости между метками (высотой S) из ёмкости вискозиметра 4 и температуру Т по термометру 1. Опыт повторить три раза (чередуя с определением поверхностного натяжения), затем вычислить среднеарифметическое значение времени t.

2) Вычислить значение кинематического коэффициента вязкости по формуле ν=Mt, где M – постоянная прибора. Сравнить значение с табличным. Данные свести в таблицу 3.4.

3.5. Измерение поверхностного натяжения сталагмометром

Сталагмометр 5 служит для определения поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель и содержит ёмкость с капилляром, расширенным на конце для накопления жидкости в виде капли. Сила поверхностного натяжения в момент отрыва капли равна её весу (силе тяжести) и определяется по плотности жидкости и числу капель, получаемому при опорожнении ёмкости с заданным объёмом. Порядок проведения опыта:

1) Перевернуть устройство №1 и подсчитать число капель, полученных в сталагмометре 5 из объёма высотой S между двумя метками. Опыт повторить три раза (в комплексе с определением вязкости капиллярным вискозиметром) и вычислить среднее арифметическое значение числа капель n.

2) Найти опытное значение коэффициента поверхностного натяжения по формуле , где К – постоянная сталагмометра, ρ – плотность жидкости в сталагмометре. Сравнить полученное значение с табличным σ_спр. Данные свести в таблицу 3.5.

4. Протокол измерений:

Таблица 3. 1 Таблица исходных данных

Вид жидкости	r, мм	W, м3	ΔT, °С	l, см	ΔW, см3	βT, °С-1	βTспр, °С-1
Спирт этиловый	0,001	24,99 *10-3	40	3,5	1.09 *10-3	1.1 *10-3	1.1 *10-3

Рассчитываем приращение объема термометрической жидкости

ΔW=πr²l=3,14*0,1^-7*0,035=1,099*10^-9 м³

Находим значение коэффициента теплового расширения β_T/.

Таблица 3. 2 Таблица расчета плотности жидкости

Вид жидкости	m, г	d, см	h, см	ρ, г/см3	ρспр, г/см3
Вода пресная	5,8	1,1	6,4	0,954	0,998

Вычисляем плотность жидкости, путем приравнивая силы тяжести ареометра и выталкивающей силы.

Таблица 3. 3 Таблица расчета коэффициента вязкости жидкости

Вид жидкости	ρ, кг/м3	t, с	l, м	d, м	D, м	ρш, кг/м3	ν, м2/с	νспр, м2/с
Масло моторное М-10	900	13,7	7*10-2	8*10-3	2*10-2	1136	890*10-6	800*10-6

Вычисляем опытное значение кинематического коэффициента вязкости жидкости.

Таблица 3. 4 Таблица расчета кинематического коэффициента вязкости жидкости

Вид жидкости	M, м2/с2	t, с	ν, м2/с	Т, °С	νспр, м2/с
Масло моторное М-10	6,15*10-6	83	510,45*10-6	28	800*10-6

Вычисляем значение кинематического коэффициента вязкости.

ν=Mt=6,15*10^-6*83=510,45*10^-6 м²/с

Таблица 3. 5 Таблица определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости

Вид жидкости	К, м3/с2	ρ, кг/м3	n	σ, Н/м	σспр, Н/м
Масло моторное М-10	6,11*10-3	900	217	25,3*10-3	25*10-3

Вычисляем опытное значение коэффициента поверхностного натяжения

Вывод:

В проведенной лабораторной работе, с помощью приборов для изучения физических свойств жидкостей, определяли: плотность, коэффициент вязкости, коэффициенты теплового расширения и поверхностного натяжения жидкостей. Определенные величины оказались достаточно близко с табличными.