Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт им. Г. В. Плеханова
(Технический Университет)
Кафедра общей и технической физики
Отчет по лабораторной работе №21
Определение коэффициента вязкости жидкости
Выполнил студент: Группы ММ-01____________________________________Фокин А. С.
Проверил: ассистент________________________________________________Пучков А. М.
Санкт-Петербург
2002
Цель работы:
Определить коэффициент вязкости жидкости методом Стокса.
Между слоями движущейся жидкости из-за различной скорости движения этих слоев возникают силы внутреннего трения Fтр зависит от площади соприкосновения слоев и от того, насколько быстро изменяется скорость от слоя к слою.
Пусть какой-либо слой жидкости течет со скоростью V, а слой, отстоящий от него на расстоянии DY, со скоростью V+DV. Скорость при переходе от слоя к слою изменяется на величину (V+DV)-V=DV.
Отношение DV/DY характеризует быстроту изменения скорости и называется градиентом скорости. Таким образом, можно написать
где
h - коэффициент пропорциональности, кг/(м*с);
S – площадь соприкасающихся слоев;
Величина h зависит от рода жидкости и называется коэффициентом вязкости (внутреннего трения) жидкости. Если предположить что S=1; DV/DY=1, то h=Fтр т. е. коэффициент вязкости численно равен силе трения, возникающей между слоями с площадью, равной единице, при градиенте скорости между ними, равном единице.
Коэффициент вязкости жидкости с повышением темрературы уменьшается, что увеличивает текучесть жидкости.
Коэффициент вязкости жидкости можно определить по методу Стокса. В заполненном жидкостью сосуде движется шарик, размеры его значительно меньше размеров сосуда. Слой жидкости, прилегающей к шарику, движется со скоростью шарика. Соседние слои движутся с меньшими скоростями и, следовательно, между слоями жидкости возникает сила внутреннего трения. Стокс показал, что эта сила при малых значениях скорости пропорциональна скорости падения шарика V и его радиусу r.
На шарик действуют три силы: сила тяжести P, направленная вниз, сила внутреннего трения Fтр и выталкивающая сила Fв , направленные вверх. Шарик сначала падает ускоренно, но затем очень быстро наступает равновесие, т. е. так как с возрастанием скорости возрастает и сила трения. Движение становится равномерным.
Из формулы №1 после некоторых преобразований получаем расчетную формулу
где
r - плотность шарика;
rж – плотность жидкости;
V – скорость шарика;
g – 9,8;
r – радиус шарика;
Описание установки:
Порядок выполнения работы:
1. измеряем температуру и плотность жидкости;
2. микрометром измеряем диаметр шарика и вычисляем его радиус r;
3. через воронку, укрепленную в крышке прибора, опускаем шарик в жидкость и секундомером измеряем время прохождения шариком пути L;
4. зная путь и среднее время, рассчитываем скорость падения шарика;
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.