Determinarea coeficientului de viscozitate (frecarea internă) a lichidului prin Stokes
Coeficientul DEFINIȚIE viscozitate (frecarea internă) a lichidului prin Stokes
Numele și inițialele Grupa _________________ __________ ______ Data
Viscozitate (frecare internă) este cauzată de forța de frecare care apare atunci când deplasarea relativă straturi de fluid. Vâscozitatea fluidului caracterizat prin coeficientul de viscozitate. Această valoare determină proprietățile fluidelor și rezistența conectează frecarea internă a fluidului cu o viteza particulelor sale.
Semnificația fizică a coeficientului de vâscozitate poate fi explicată prin următoarele considerații. În flux de fluid constant într-o conductă de diferite straturi au diferite viteze de fluid în mișcare. Cea mai mare viteza are un strat care curge de-a lungul porțiunii centrale a tubului. Stratul imediat adiacent la pereții tubului, datorită aderenței particulelor de lichid la pereții tubului, are o viteză. Prin urmare, viteza curentului a conductei de distribuție a lichidului este determinată prin (gradient de viteză), care arată schimbarea vitezei pe unitatea de lungime a razei conductei. Conform legii lui Newton, forța frecarea internă între straturi se determină prin formula:
unde # 951; - coeficient de vâscozitate;
S - suprafața pe care este aplicată forța.
Din această formulă urmează:
Presupunând că S este egală cu o suprafață și gradientul vitezei este unitatea, atunci # 951; = F. adică viscozitate este numeric egală cu forța de frecare internă între straturi, curent pe unitatea de suprafață, la un gradient de rată egală cu unitatea.
Vascozitatea SI măsurată în secunde Newton pe metru pătrat și are o dimensiune
Metodele de bază pentru măsurarea viscozității sunt ieșiri lichide din metoda capilară și o metodă dezvoltată de picătură Poiseuille bilă dezvoltat Stokes.
În această lucrare, vom descrie o metodă de Stokes. minge mică dintr-un material, densitatea care este mai mare decât densitatea lichidului de testare, este coborât în lichidul de testare, care este într-un tub lung. La mutarea mingea, există trei forțe:
unde r - raza mingii;
# 961; - densitatea materialului bilei;
g - accelerația gravitațională ().
2. forța lui Arhimede îndreptată împotriva mișcării mingea:
aici # 961; 1 - densitatea unui lichid vâscos.
3. Tăria frecarea internă (forța de tragere a mișcării minge). Această forță este de asemenea îndreptată împotriva mișcării mingea. Stocurile de pe baza cercetărilor teoretice a constatat că în cazul în care mingea se deplasează într-un fluid, fără a provoca mișcarea lor nici o răsturnări de situație, forța mișcării de rezistență a mingea este determinată prin formula
în care - viteza picătură bilă, r - raza de minge, # 951; - coeficientul vâscozitatea lichidului.
Se va aprecia că mișcarea mingii nu se produce lichid frecare talon și frecare fluid a straturilor individuale una față de alta, deoarece mingea este învelită de un strat subțire de lichid, iar stratul de lichid se deplasează împreună cu mingea.
Forța de frecare cu creșterea vitezei de mișcare a balonului crește, prin urmare, atunci când viteza de deplasare a mingea se poate ajunge la o valoare la care va fi echilibrat cele trei forțe care acționează asupra mingea, adică rezultanta dintre ele va fi zero. O astfel de mișcare a mingii va fi uniformă, iar mingea se va deplasa prin inerție la o viteză constantă. ecuația dinamică pentru această mișcare este:
Când mingea se deplasează într-un vas cilindric, cu o rază R și o înălțime h de contabilitate pentru pereți diferențele, fundul vasului și suprafața superioară conduce la următoarea expresie pentru coeficientul de viscozitate, stabilit teoretic
aici R - raza cilindrului, h - înălțimea lichidului.
Mărgele raze mici de 1-2 mm și tuburi cu diametru suficient de mare mici. Acesta poate fi neglijată în calculele noastre și calculele conduc prin formula (53).
Trebuie amintit faptul că viscozitatea depinde de temperatura. Cu creșterea temperaturii, vâscozitatea scade. Prin urmare, atunci când se determină vâscozitatea trebuie să indice de temperatură.
Ordinea de performanță
1. care primesc la micrometru laborator și mai multe oțel și turnate bile de fier determina diametrele bilele cu ajutorul unui micrometru cu o precizie de 0,01 mm. Oțel densitate presupus egal. densitatea de plumb -. Densitatea uleiului -
2. Temperatura a fost considerată egală cu temperatura camerei.
3. Se măsoară distanța dintre marcajele de pe tub, care trebuie să se deplaseze mingea.
4. Cronometru determina timpul de trecere a unei distanțe între minge linii roșii ab (Fig.22).
Ochiul ar trebui să fie plasat astfel încât nu a existat nici o eroare paralaxa. Experimentul a fost repetat cu două sau trei bile.
5. Viteza este determinată din relația
6. Datele experimentale substituite în formula (53).
7. Fiecare din timp meniurile minge măsurate separat și calculat coeficientul de vâscozitate. Acesta este apoi determinat
8. Găsiți eroarea relativă și absolută de măsurare.