Используемая в настоящей работе экспериментальная установка, изображена на рисунке 10.
1
2
h2
h1
5 3
4
ghg
 |
Рисунок 10 – Экспериментальная установка
В качестве трубки, по которой протекает газ (воздух), взята капиллярная трубка (1). Она герметично соединена с сосудом (2), в котором находится вода. Выливая воду из сосуда через кран (3) в мерный стакан (4), создаем в сосуде большое понижение давления воздуха. В результате этого воздух будет протекать в сосуд по капилляру. Разность давлений воздуха на концах капилляра (ΔР) измеряется водяным манометром (5). Объем втекающего в сосуд воздуха измеряется по объему вытекающей воды мерным стаканом (4).
Экспериментальная часть
Задание 1. Определить экспериментально коэффициент динамической вязкости воздуха при комнатной температуре.
1 Установить мерный стакан для вытекающей воды под краном сосуда.
2 Открыть кран слива воды и одновременно включить секундомер.
3 Измерить по водяному манометру установившуюся разность столбов жидкости (Δh = h2 – h1), (см).
Разность давлений газа определить по формуле ΔР = Δh · ρж · q
ΔР = Δh · 102 Па.
4 Когда в мерном стаканчике уровень воды дойдет до метки 100 мл, остановить секундомер и закрыть кран.
5 Эксперимент повторить 3 раза.
6 По формуле (51) вычислить коэффициент вязкости. Все необходимые параметры капилляра приведены в таблице.
Задание 2. Вычислить теоретическое значение коэффициента динамической вязкости.
1 По термометру и барометру, имеющимися в лаборатории (на стене) определить температуру и давление воздуха в комнате. Температуру записать в градусах Кельвина, а давление перевести из мм.рт. в Па.
Ι мм.рт.ст. = 132,9 Па. Р = 760 мм.рт. = 105 Па.
2 По формулам (46, 47, 48, 49) вычислить ρ, < υ >, < 
> и η теоретически. При расчетах принять μвозд. = 29 · 10-3 кг/моль,
R = 8,3 Дж/моль к,
dвозд. = 3 · 10-10 м.,
к = 1,38 · 10-23 Дж/к.
3 Сравнить экспериментальное и теоретическое значение коэффициента динамической вязкости:
Δη = [ ηТЕОР. – ηСР.ЭКСП. ]
Δη
Еη = · 100%
ηтеор.
4 Все результаты измерений занести в таблицу 7.
Таблица 7 – Результаты измерений
| № | ΔР | t | V | r | L | ηэкс. | Т | Р | ρ | <  >
| <υ> | ηтеор. | Е | |||||
| Па | сек | м3 | м | м | кг/мг С | к0 | Па | кг/м3 | м | м/с | кг/м·с | % | ||||||
| 1 |
|
| 3,1· 10-4 |
|
|
| ||||||||||||
| 2 |
| 1· 10-4 | 3,1· 10-4 | 1 · 10-1 |
|
| ||||||||||||
| 3 |
| 3,1· 10-4 |
|
|
| |||||||||||||
Вопросы для допуска к работе
1 Знать суть изучаемого в работе физического явления и основных понятий, описывающих это явление.
2 Объяснить идею эксперимента.
3 Знать расчетные формулы.
Вопросы для зачета по работе
1 Дать понятие физического явления внутреннего трения, объяснить механизм этого явления.
2 Сделать полный вывод уравнения внутреннего трения.
Литература
1 Трофимова, Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов – 18-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2010. – 560 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Организация работы студента в физическом практикуме 3
Вводная лабораторная работа.
Расчет ошибок измерения физических величин 4
Лабораторная работа №1. Изучение закономерностей вращательного
движения твердого тела 8
Лабораторная работа №2. Исследование свободных затухающих
колебаний физического маятника 13
Лабораторная работа №3. Определение скорости звуковых волн в
воздухе методом стоячей волны 18
Лабораторная работа №4. Определение плотности сыпучих и пористых
тел 24
Лабораторная работа №5. Определение коэффициента Пуассона для
воздуха 29
Лабораторная работа №6. Определение коэффициента динамической
вязкости воздуха 34
