повинен бути нижче рівня патрубка для нагнітання повітря).

Лабораторна робота №25

 

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА

В’ЯЗКОСТІ РІДИНИ

ЗА ДОПОМОГОЮ ВІСКОЗИМЕТРА

 

 

Мета роботи

Визначити коефіцієнт в’язкості рідини.

 

Прилади і матеріали

Капілярний віскозиметр, шприц, секундомір, мікрокомпресор, дистильована вода, досліджувана рідина.

 

Опис вимірювального пристрою

Рис.1

У даній роботі коефіцієнт в’язкості вимірюється за допомогою віскозиметра. Це U -подібна трубка з широким лівим коліном (1), праве коліно якої має вимірний резервуар (2) з капіляром (3). На резервуар нанесені дві позначки A і B, які обмежують певний об’єм рідини. Час витікання рідини вимірюють секундоміром. Рівень рідини у резервуарі можна змінити мікрокомпресором (4). Систему від’єднують від атмосфери краном (5), а кран (6) служить для зливу рідини в посудину (7).

 

Виведення розрахункової формули

У даній роботі використано порівняльний метод визначення коефіцієнта в’язкості рідини. Метод полягає в тому, що через один і той же капіляр спочатку протікає рідина з відомими коефіцієнтом в’язкості і густиною, а потім – рідина з невідомим коефіцієнтом в’язкості і відомою густиною. Різниця тисків на кінцях капіляра p створюється стовпчиком самої рідини висотою h. Тому для першої рідини:

p₁ = ₁gh, (1)

а для другої рідини

p₂ = ₂gh. (2)

Об’єми обидвох рідин беруть однаковими. Підставивши (1) і (2) у формулу Пуазейля, отримуємо для цих рідин

, (3)

. (4)

де t₁, t₂ - час витікання першої і другої рідини відповідно

Поділимо (4) на (3) і визначимо в’язкість досліджуваної рідини через в’язкість відомої рідини:

. (5)

 

При підготовці до виконання роботи використати:

Теоретична частина. Розділ 6.1.

 

Послідовність виконання роботи

1. У початковому положенні обидва крани закриті

Ручки кранів – горизонтальні).

2. Відкрити верхній кран (ручку верхнього крану – вертикально).

3. Набрати у шприц 20 мл рідини.

4. Підставити під патрубок для витікання рідини колбу

з досліджуваною рідиною.

5. Ввести голку шприца у верхній лівий отвір (кінець голки

повинен бути нижче рівня патрубка для нагнітання повітря).

6. Витиснути рідину зі шприца і закрити верхній кран.

7. Увімкнути мікрокомпресор і нагнітати повітря до того часу, поки

рідина не ввійде у верхній розширений об’єм правого коліна

віскозиметра.

8. Вимкнути мікрокомпресор.

9. Відкрити нижній кран (ручку нижнього крану – вертикально).

10. Увімкнути секундомір в момент проходження рівнем рідини позначки А та вимкнути секундомір у момент проходження позначки В. Результати вимірювань записати в таблицю.

11. Злити рештки рідини в колбу.

12. Привести установку у початкове положення.

13. З кожною досліджуваною рідиною повторити виміри три рази.

14. За формулою (5) і обчислити коефіцієнт в’язкості досліджуваної рідини.

15. Обчислити абсолютну і відносну похибки вимірювань.

 

в’язкість води ₁ = 1,0019 · 10^-3 Па · с, густина досліджуваної рідини = 790 кг/м³

густина води = 1000 кг/м³

 

Таблиця результатів вимірювань

 

№	t1 , с	t1 , с	t2 , с	t2 , с
	вимір	розрах.	вимір	розрах.
	вимір	розрах.	вимір	розрах.
	вимір	розрах.	вимір	розрах.
сер.	розрах.	розрах.	розрах.	розрах.

Контрольні запитання

1. Що називається коефіцієнтом в’язкості?

2. Пояснити молекулярно–кінетичний механізм в’язкості в рідинах.

3. Що називається ґрадієнтом швидкості?

4. В яких одиницях вимірюється коефіцієнт в’язкості?

5. Від чого залежить величина в’язкості рідини?

6. Пояснити використаний в даній роботі метод вимірювання коефіцієнта в’язкості.

 

Рекомендована література

1. Курс фізики / За редакцією І.Є.Лопатинського.

– Львів: Вид. «Бескид Біт», 2002.

2. Трофимова Т.И. Курс физики.– М.: Высшая школа, 1990.

3. Савельев И. В. Курс общей физики, т.1 –М.:Наука, 1982.