Определение коэффициента вязкости жидкостей по методу Стокса

Жидкость

№ п/п

l, м

∆l, м

r, мм

∆r,мм

t, с

∆t, с

ρ, кг/м3

∆ρ, кг/м3

g, м/с

η, Па·с

∆η, Па·с

∆εη,%

Касторовое масло

среднее знач.

Глицерин

среднее знач.

 

Дополнительное задание

1. Заметьте время движения-шарика от момента касания поверхности до верхней отметки при различных расстояниях его от поверхности /5,10,15,20,30,40 мм/.

2. Определите среднюю скорость движения шарика в этих опытах.

3. Постройте зависимость средней скорости от расстояния . Объясните полученную зависимость.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется коэффициентом внутреннего трения?

2. Какова единица измерения коэффициента вязкости в системе СИ?

3. В чем сущность метода Стокса определения коэффициента вязкости?

4. Влияет ли температура жидкости на коэффициент вязкости?

5. Зависит ли от размера шарика коэффициент вязкости жидкости?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ МОЛЯРНЫХ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА

МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА

Цель работы: определить для воздуха.

Приборы и принадлежности: прибор Клемана - Дезорма, насос, манометр.

 

ВВЕДЕНИЕ

Для характеристики тепловых свойств тел в термодинамике широко используют понятие теплоемкости. Теплоемкостью тела называют отношение количества сообщенной ему теплоты DQ к соответствующему изменению температуры тела DТ. Эксперименты и расчеты показывают, что теплоемкость тела зависит от его химического состава, массы и термодинамического состояния, а также от вида процесса изменения состояния тела при сообщении ему теплоты.

Для однородных тел удобно пользоваться удельной и молярной теплоемкостями. Удельной теплоемкостью называют физическую величину С, численно равную количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для изменения его температуры на 1К, в рассматриваемом термодинамическом процессе.

          (8.1.)

Удельная теплоемкость вещества не зависит от массы вещества, содержащегося в теле. В системе СИ удельная теплоемкость измеряется в джоулях деленных на килограмм – кельвин, что обозначается сокращенно Дж/кгК.

Молярной теплоемкостью называют физическую величину С_m , численно равную количеству теплоты, которую необходимо сообщить одному молю вещества для изменения его температуры на 1К в рассматриваемом термодинамическом процессе. Очевидно, что

                                                  (8.2.)

где m - молярная масса вещества,

С – удельная теплоемкость

Для газов надо учитывать, при каких условиях они нагреваются. Различают теплоемкость газов при постоянном давлении и при постоянном объеме. Нагревание газа при постоянном объеме (изохорический процесс) приводи к тому, что все тепло идет на увеличение внутренней энергии газа. В этом случае работа не совершается. Из первого закона термодинамики следует что,

 

D U = D Q            (8.3.)

Учитывая, что внутренняя энергия одного моля газа равна

           (8.4.)

и используя уравнение (8.2.), получим после преобразования

            (8.5.)

где I – число свободы молекул газа,

R – универсальная газовая постоянная, R=8,31Дж/(мольК)

При нагревании газа при постоянном давлении (изобарический процесс) газ расширяется; сообщаемое ему извне тепло идет не только на увеличение запаса его внутренней энергии DU, но и на совершение работы против внешних сил DА. Таким образом, теплоемкость при постоянном давлении С_Рm  больше теплоемкости при постоянном объеме С_V,m на ту работу DА, которую совершает один моль газа при расширении вследствие нагревания его на 1 К при Р=const. Известно, что при этих условиях DА=R, отсюда

                    (8.6.)

подставив в (8.6.) уравнение (8.5.), получим

    (8.7.)

Пользуясь соотношением (8.2.) между удельными и молярными теплоемкостями, находим для удельных теплоемкостей

 и

Отношение удельных и молярных теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме обозначают g (показатель адиабаты).

      (8.8.)

Это отношение зависит только от числа степеней свободы молекул газа. Для одноатомного газа i=3, для двухатомного i=5, для трехатомного и многоатомного i=6.

Отношение теплоемкостей в термодинамике имеет большое значение. Оно входит в уравнение Пуассона, которое описывает адиабатическое расширение газа.

                  (8.9.)

Одним из основных простых методов определения является методом адиабатического расширения. /метод Клемана - Дезорма/. В работе определяется g для воздуха/двухатомный газ/.

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: