Лабораторная работа №5 определение коэффициента внутреннего трения жидкости капиллярным вискозиметром

Оборудование: прибор, пипетка, пикнометр, секундомер, исследуемые жидкости, термометр.

Вопросы к допуску:

1.Какое из явлений переноса изучается в данной лабораторной работе? В чем оно заключается?

2. На каком законе основывается определение коэффициента вязкости в данной лабораторной работе?

3. По какой формуле определяется коэффициент вязкости?

4. В каких единицах выражается коэффициент вязкости?

Содержание и метод выполнения работы

Для определения коэффициента вязкости жидкости используется закон Пуазейля для ламинарного течения по трубам (капиллярам):

(3.1),

где – длина трубы, – ее радиус, – разность давлений на концах трубы, – объем жидкости, протекший через трубу в единицу времени,  – коэффициент вязкости.

Пользуясь этим выражением, зная величины , можно определить коэффициент вязкости  .

Однако удобнее пользоваться формулой Пуазейля для определения относительного коэффициента вязкости. В самом деле, если взять две жидкости (соответствующие величины для одной из них отметим знаком и другой ) и измерить времена и истечения одинаковых объемов V этих жидкостей через один и тот же капилляр (одинаковые и l), то будем иметь согласно формуле (3.1):

и .

Разделим второе уравнение на первое, получим: , или

(3.2).

Е сли жидкость вытекает под действием силы тяжести, то , где и – плотности жидкостей, и соотношение (3.2) можно написать в виде:

(3.3).

Таким образом, зная времена истечения взятых жидкостей и и их плотности и , можно определить относительный коэффициент внутреннего трения , а найдя из таблиц значения – эталонной жидкости, вычислить и абсолютную величину коэффициента внутреннего трения исследуемой жидкости .

Вискозиметр БПЖ-2 (рис.3.2) представляет собой U-образную трубку, в колено 1 которой впаян капилляр 7. При измерении жидкость из резервуара 4 течет по капилляру 5 в расширение 6. Вискозиметр заполняют следующим образом: жидкость наливают с помощью воронки в широкое колено 2 вискозиметра. Зажимают это колено пальцем и с помощью груши 3 поднимают жидкость в узком колене выше отметки М₁. Убирают палец и определяют время опускания мениска жидкости от отметки М₁ до отметки М₂.

Порядок выполнения работы

1. Прополоскайте тщательно прибор водой из водопроводного крана, а затем небольшим количеством дистиллированной воды.

2. Заполните вискозиметр дистиллированной водой, как это указано выше и определите время истечения воды.

3. Прополоскайте вискозиметр небольшим количеством исследуемой жидкости и, заполнив прибор, определите время ее истечения.

4. Плотность исследуемой жидкости определите с помощью пикнометра, а плотность воды и ее вязкость при температуре опыта определите по таблицам.

5. Рассчитайте искомый коэффициент вязкости при .