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

Лабораторна робота № 202. ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ КОЕФІЦІЄНТА В’ЯЗКОСТІ РІДИНИ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ




 

Завдання: визначити коефіцієнт в’язкості гліцерину за різних температур в інтервалі 18–40° С, побудувати графік залежності h= f(t°С) і розрахувати енергію активації молекули.

Приладдя: віскозиметр Хепплера з досліджуваною рідиною, скляною кулькою і термометром; лабораторний автотрансформатор (ЛАТР); секундомір.

Теоретичний матеріал, який необхідно засвоїти під час підготовки до роботи: Див. лабораторну роботу №201.

Рис. 3
Рис. 2

 

Опис установки. Віскозиметр Хепплера (рис. 2) складається зі скляного термостата 1, заповненого водою, всередині якого розміщена трубка 2 з досліджуваною рідиною і скляною кулькою 3. Трубка 2 нахилена під кутом 10° до вертикалі. В термостаті розміщений нагрівник 4 і термометр 5. Живлення нагрівника (не більше 80 В) забезпечують за допомогою ЛАТР 6. Скляний термостат 1 можна обертати навколо осі 00 і фіксувати гвинтом 7 у двох положеннях – прямому й оберненому. Це дає змогу виконувати багаторазові експерименти з досліджуваною рідиною, не виймаючи з неї скляної кульки.

 

Ідея роботи та виведення робочої формули. Визначення коефіцієнта в’язкості рідини за допомогою віскозиметра Хепплера ґрунтується на вимірюванні часу руху скляної кульки на заданому відрізку шляху у в’язкій рідині, температуру якої можна змінювати.

Під час руху кульки на неї діють такі сили: сила тяжіння ,

сила Архімеда , сила тертя до стінки трубки F2=mN, сила опору рідини рухові кульки F3, яка за формулою Стокса дорівнює 6prhv, де r – радіус кульки; r1 і r0 – густина матеріалу кульки і рідини; m – коефіцієнт тертя; N – сила реакції; h – коефіцієнт в’язкості рідини; v – швидкість руху кульки.

Сили, які діють на кульку, показані на рис. 3. Якщо осі Х та У вибрати так, як показано на рис. 3, то, розклавши сили F1 і mg на складові, рівняння руху кульки (за умови, що її рух рівномірний) можна записати у виглядi

(1)

або . (2)

Врахуємо, що швидкість кульки V можна виразити як

v=l/t, (3)

де l – відстань, яку проходить кулька; t – час руху. Із (2) і (3) отримаємо

,

або h = b(r1- r0)t, (4)

де b є сталою приладу.

Вираз (4) – це робоча формула цієї лабораторної роботи.

Відомо, що коефіцієнт в’язкості залежить від температури. Для газів цю залежність визначає таке співвідношення:

, (5)

де r– густина; Т – абсолютна температура газу; m – маса молекули; `l– середня довжина вільного пробігу. Із (5) можна бачити, що для газів h збільшується з підвищенням температури.

В’язкість рідин, на відміну від газів, зменшується з підвищенням температури. Це зумовлено різним характером руху молекул у рідинах і газах. Перехід молекули рідини від коливального до поступального руху (перехід в інше положення рівноваги) потребує певної енергії активації. Тому коефіцієнт в’язкості рідини залежить від температури так:

,(6)

де Е – енергія активації молекули; k – стала Больцмана; Т – абсолютна температура;h0– стала, що має розмірність коефіцієнта в’язкості.

Якщо експериментально визначити коефіцієнти в’язкості рідини h1ih2

за різних температур Т1 і Т2, то на підставі (6) легко отримати співвідношення для визначення енергії активації молекул рідини:

. (7)

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 702. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.022 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7