Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Вязкости методом Стокса





Цель работы: определить динамический коэффициент вязкости жидкости, изучая падение шарика в ней.

Методика эксперимента

Метод Стокса заключается в измерении скорости падения в жидкости медленно движущихся небольших тел сферической формы. В данной работе таким телом является шарик, помещенный в цилиндрический сосуд, который может поворачиваться в вертикальной плоскости.

На шарик, падающий в жидкости вертикально вниз, действуют три силы (рис. 2.4): сила тяжести ; сила Архимеда ; сила сопротивления среды .

Стокс экспериментально установил, что при движении шарика радиусом r со скоростью v относительно среды, сила сопротивления равна:

. (2.21)

Сила тяжести вычисляется по формуле:

, (2.22)

где r – радиус шарика; - объём шарика; r0 – его плотность.

Сила Архимеда определяется следующим образом:

, (2.23)

где r - плотность жидкости; V – объём шарика.

В начале движения скорость шарика будет возрастать, следовательно, будет возрастать сила сопротивления среды (см. (2.21)). Возрастание скорости продолжается до тех пор, пока сила тяжести не уравновесит две другие силы. В дальнейшем устанавливается равномерное движение (), будет выполняться равенство:

. (2.24)

Подставляя в (2.24) выражения для сил (2.21), (2.22) и (2.23), получим:

.
Из последнего равенства находим коэффициент вязкости:

,
где 4 r 2 = d 2 (d – диаметр шарика); (l – путь, пройденный шариком с постоянной скоростью v, t – время падения шарика).

Окончательная расчетная формула для определения динамического коэффициента вязкости методом Стокса имеет вид:

. (2.25)

Порядок выполнения работы

1. Масштабной линейкой измерить однократно расстояние l между метками А и В. (см. рис. 2.5).

2. Повернуть сосуд так, чтобы шарик оказался в удлиненном конце сосуда.

3. Когда шарик начнет падать и достигнет отметки А, включить секундомер. Внимание! Шарик не должен двигаться вдоль стенок сосуда.

4. Секундомер выключить, когда шарик достигнет отметки В. Записать время t прохождения шариком расстояния АВ в таблицу 2.3.

5. Повторить пункты 2 - 4 пять раз.

Примечание. Диаметр шарика измерен штангенциркулем, его значение приведено на установке.

Таблица 2.3

  l, м t, c параметры, постоянные e Dh
        d = м r0 = кг/м3 r = кг/м3 g = 9, 81 м/с2      
   
   
   
   

 

Обработка результатов измерений

1. Вычислить среднее значение времени движения шарика .

2. По формуле (2.25) рассчитать среднее значение динамического коэффициента вязкости , подставляя среднее значение времени .

3. Вычислить относительную погрешность определения динамического коэффициента вязкости по формуле:

.

4. Рассчитать абсолютную погрешность определения динамического коэффициента вязкости по формуле: .

5. Записать результат в виде ед. изм.

6. Сделать вывод по проделанной работе.

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 (2.25) для определения динамического коэффициента вязкости.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 3194. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Машины и механизмы для нарезки овощей В зависимости от назначения овощерезательные машины подразделяются на две группы: машины для нарезки сырых и вареных овощей...

Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия