Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2021-06-23 | 51 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель работы: Определить вязкость жидкости методом Стокса
Приборы и принадлежности: сосуды с жидкостями, шарики, микрометр, секундомер.
Краткая теория
Рассмотрим жидкость, движущийся в направлении оси ОХ (рис.1). Слои жидкости и движутся с различными скоростями. Скорости двух слоев, находящихся на расстоянии друг от друга, отличаются на величину . Отношение характеризует изменение скорости потока в направлении оси Z и называется градиентом скорости.
Рис. 1
Сила вязкого трения подчиняется закону Ньютона
(1)
Величина называется коэффициентом внутренного трения или динамической вязкостью. В системе СИ коэффициент динамической вязкости измеряется в .
Коэффициент динамической вязкости зависит от природы жидкости, от примесей и от температуры. С повышением температуры вязкость жидкостей быстро падает. Экспериментально коэффициент вязкости можно определить по методу Стокса.
Рассмотрим движение шарика в вязкой жидкости. По закону Стокса сила сопротивления, возникающая при движении шарика в безграничной жидкости равна
(2)
где - радиус шарика, - скорость шарика.
Практически жидкость можно считать безграничной, если радиус шарика много меньше размеров сосуда с жидкостью.
Закон Стокса выполняется при сравнительно малых скоростях, величина которых зависит от размеров шарика и коэффициента вязкости.
На шарика, падающий в жидкость (рисунок 2), действуют три силы: сила тяжести шарика , сила трения , выталкивающая сила . В первый момент шарик движется ускоренно. С увеличением скорости шарика возрастает сила трения , направленная вверх.
|
Когда силы, действующие вверх, уравновесятся силой тяжести , движение становится равномерным и уравнение этого движения будет иметь вид:
(3)
Рис. 2
Зная радиус шарика, плотность шарика и плотность жидкости можно найти: силу тяжести шарика
(4)
Выталкивающую силу (по закону Архимеда)
(5)
Подставим (2), (4) и (5) в уравнение движение (3), получим:
(6)
Отсюда находим - коэффициента вязкости:
(7)
Введя в (7) диаметр шарика и учитывая, что при равномерном движении , получаем.
(8)
В работе предлагается измерить методом Стокса вязкость глицерина.
Порядок выполнения работы
1. Измерить микрометром диаметр шарика 3 раза в различных направлениях и вычислить среднее значение .
2. Измерить расстояние между двумя метками на цилиндре . Верхная метка должны быть ниже уровня жидкости на 10-15 см.
3. Опустить шарик так, чтобы падал по оси цилиндра.
4. Измерить время движения шарика между двумя метками.
5. Повторить измерения 3 раза для каждой жидкости. Данные занести в таблицу.
6. Вычислить коэффициент вязкости по формуле (8).
Жидкость | п\п | d1 | d2 | d3 | <d> | S | t | < > | < > | < > | |||||
1 | |||||||||||||||
2 | |||||||||||||||
3 |
Контрольные вопросы
|
1. Какова цель работы?
2. Какие величины необходимо измерить для нахождения коэффициента вязкости?
3. При каких условиях выполняется закон Стокса? Выполняются ли эти условия в работе?
4. Коэффициент вязкости. Единицы его измерения.
5. От чего и как зависит коэффициент вязкости жидкости?
6. Как изменится скорость движения шарика с увеличением его диаметра?
7. Можно ли для данного опыта брать шарик любой величины?
8. Выявить источники основных погрешностей.
9. Начертить примерный график зависимости скорости шарика от времени?
Лабораторная работа № 11
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!