Порядок выполнения работы. 2. Открыть кран К сосуда А и следить за показаниями манометра, регулируя краном скорость вытекания воды

 

1. Взвесить сухой сосуд.

2. Открыть кран К сосуда А и следить за показаниями манометра, регулируя краном скорость вытекания воды, добиться такого режима его вытекания, чтобы разность уровней в коленах манометра была не менее 100 мм и оставалась постоянной.

Подставить взвешенный сосуд, измерить время вытекания некоторого количества воды (примерно 3-5 г).

Следует отметить, что разность давлений на концах капилляра, измеряемая манометром М, зависит от высоты жидкости в сосуде А. Поэтому при вытекании воды из сосуда во время опыта показание манометра будет несколько изменяться. В связи с этим отсчет по манометру нужно взять не только в начальный момент времени, т.е. когда начинаете измерять количество вытекающей воды, но и в конце этого измерения, Для расчетов нужно использовать среднее арифметическое этих показаний манометра:

 

,

 

где D P₁ и P₂ - показания манометра, соответствуют началу и концу опыта ( P₁ и P₂ не должны отличаться более чем на 5 мм).

3. Взвесить стакан с жидкостью. Определить массу воды в стакане по формуле:

m=m ₂ -m ₁,

 

где m ₁ - масса сухого стакана,

m ₂ - масса стакана с водой.

4. Определить по барометру давление P и по термометру температуру Т, при которых производится опыт.

Результаты измерений записать в табл. 1.

Таблица 1

m1, г	m2, г	m, г	р1, мм.вод.ст.	р2, мм.вод.ст.	< р>, мм.вод.ст	р, Па	t, oC	T, K

 

5. Определить объем воды по формуле:

 

,

 

где r- плотность воды.

Значение плотности воды при комнатной температуре принять равной 998 кг/м³.

6. По формуле (16) вычислить коэффициент внутреннего трения воздуха. Радиус капилляра и его длина указаны на установке. Объем воды (воздуха) V, радиус капилляра r и его длину можно брать в любой, но в одной и той же системе единиц. Учесть, что 1 мм. рт.ст.=13,6 мм. вод.ст =133 Па.

7. По формуле (5) вычислить среднюю длину свободного пробега молекул воздуха в системе СИ. Для воздуха кг/мол ь.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое длина свободного пробега молекул и от чего она зависит?

2. Что называется эффективным диаметром молекул?

3. Выведите формулу средней длины свободного пробега молекул газа исходя из молекулярно-кинетической теории.

4. Объясните молекулярно-кинетический механизм внутреннего трения.

5. Объясните формулу, выражающую величину силы внутреннего трения. Что такое градиент модуля скорости?

6. Дайте определение коэффициента внутреннего трения. В каких единицах он измеряется?

7. Что называется плотностью вещества?

8. Почему при протекании воздуха по капилляру возникает внутреннее трение?