Определение коэффициента вязкости жидкости

Федеральное агентство  по образованию 

Государственное учреждение высшего профессионального  образования

Национальный  минерально-сырьевой университет «Горный»

 

 

Кафедра общей и технической  физики

 

 

 

 

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №13

 

Определение коэффициента вязкости жидкости.

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  гр. ТЭ–13             __________                     /Шишелов Д.Я./

                                                                                                       ^{(подпись)                                                  (Ф.И.О.)}  

                                        

 

Проверил:   доцент                                ___________                      /Ломакина Е.С./

                                                                                                       ^{(подпись)                                                    (Ф.И.О.)}

                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

Цель работы: определить коэффициент вязкости жидкости методом Стокса.

 

Рис. 1. Схема установки.

Где - выталкивающая сила [ ]= 1Н  

- сила трения [ ]= 1Н

P-сила тяжести [P]= 1Н

g- Ускорение свободного падения [g]= 1

 

1. Краткое теоретическое содержание:

1. Явления, лежащие в основе работы:

Вязкость (внутреннее трение) текучих тел.

2. Определения (основных физических понятий, объектов, процессов и величин):

Вязкость (внутреннее трение) — свойство текучих тел (жидкостей  и газов) оказывать сопротивление  перемещению одного слоя вещества относительно другого.

Коэффициент вязкости (динамическая вязкость) — коэффициент пропорциональности, который зависит от рода жидкости и от температуры. (Единица измерения  в СИ (Па*с)).

3. Законы и соотношения (использованные при выводе расчетной формулы):

Закон Стокса. Пусть в заполненном жидкостью сосуде движется шарик, размеры которого  значительно меньше размеров сосуда.  Слой жидкости,  прилегающий  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 движения шарика  u  и его радиусу r:

, где u = l/t.

Сила тяжести, действующая  на шарик: .

Закон Архимеда. Выталкивающая  сила, действующая на шарик:  

Первый закон Ньютона. Действующие на шарик силы (сила тяжести направленная вниз, сила внутреннего трения и выталкивающая сила в., направленные вверх) уравновешиваются:   в 

4. Пояснения к физическим величинам, входящим в формулы, и единицы их измерений:

коэффициент вязкости (Па*с)

ν– скорость движения шарика (м/с)

r – радиус шарика (м)

g – ускорение свободного падения (м/)

 плотность шарика (кг/)

 плотность  жидкости (кг/)

l – расстояние, пройденное шариком (м)

t – время, за которое шарик прошел расстояние l (c)

2. Основные расчетные формулы:

3. _{Таблица:}

Физ.величина	T			d		t	l
Ед.измерения	K				мм	с	м		Па*с
1(сталь)	295.1		0.97*10	10	0.125	12.132	0.35	0.028
2(сталь)	295.1		0.97*10	15	0.1875	8.126	0.35	0.043
3(сталь)	295.1		0.97*10	18	0.225	5.226	0.35	0.066
4(свинец)	295.1		0.97*10	6	0.075	20.724	0.35	0.016
5(свинец)	295.1		0.97*10	10	0.125	10.618	0.35	0.032
6(свинец)	295.1		0.97*10	9	0.1125	11.787	0.35	0.029

 

_{Исходные  данные:}

_{Погрешность прямых измерений:}

Термометр- 0,1 ̊̊C

Линейка-0,5мм

Секундомер-0,001с

Микроскоп-0,025мм

 

_{d1(сталь) = 10*0.025= 0.25 (мм)}

_{d2(сталь) = 15*0.025= 0.375 (мм)}

_{d3(сталь) = 18*0.025= 0.45 (мм)}

_{d4(свинец)  = 6*0.025= 0.15 (мм)}

_{d5(свинец) = 10*0.025= 0.25 (мм)}

_{d6(свинец) = 9* 0.025= 0.225 (мм)}

 

 

 

 

 

 

          

Погрешность косвенных  измерений:

=

 

4. Результат:

η = = 1.598 Па*с

5. Вывод: В ходе работы я выявил коэффициент вязкости жидкости методом Стокса. Он равен : 1.598 Па*с