Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса

1. Назовите основные отличительные свойства жидкости от газа и твердых тел? Чем тепловое движение молекул жидкости отличается от движения молекул газа и твердого тела?

2. Какова первопричина возникновения вязкости в жидкостях? Запишите закон Ньютона для вязкости жидкости. Каков физический смысл коэффициента динамической вязкости? Единицы измерения?

3. Каков механизм вязкости в жидкостях? Что такое потенциальный барьер и потенциальная яма для молекул жидкости? Каково условие преодоления молекулой потенциального барьера и выхода ее (молекулы) из потенциальной ямы?

4. Какова зависимость коэффициента вязкости жидкости от температуры? Запишите формулу Френкеля. Что такое энергия активации самодиффузии?

5. Запишите уравнение динамики шарика, движущегося равномерно в жидкости. Определите все действующие на падающий шарик силы. Сформулируйте закон Архимеда.

6. Что такое сила Стокса, в каких случаях она действует и как направлена? Запишите формулу Стокса, поясните все величины в нее входящие и укажите границы ее применимости.

7. Почему в данной лабораторной работе секундомер включается в момент прохождения шарика мимо «метки», а не в момент касания шариком поверхности жидкости?

8. Чем реальная жидкость отличается от идеальной? При движении в какой жидкости – реальной или идеальной между слоями возникает сила внутреннего трения? От каких параметров движения слоев жидкости зависит величина силы внутреннего трения?

9. Оцените величину силы трения, действующей на свинцовый шарик диаметром 2мм, падающий в глицерине(коэффициент вязкости глицерина равен 1,5 Па·^.с) со скоростью 1 .

10. От каких параметров жидкости и характеристик движущегося в жидкости тела зависит число Рейнольдса, определяющее ламинарность течения жидкости? Рассчитайте, выполняется ли условие ламинарности для шарика диаметром 2 мм при его движении со скоростью 1 в масле с плотностью 1,5^.10³ и вязкостью 2^.10^-2 Па·^.с?

11. В вязкой жидкости с одной и той же высоты без начальной скорости начинают падать два тела одинаковой формы (например шары). Какое из тел упадет на дно быстрее, если оба тела имеют одинаковые размеры, но разную массу? На какое из тел будет действовать большая сила вязкого трения?

12. В вязкой жидкости с одной и той же высоты без начальной скорости начинают падать два тела одинаковой формы (например шары). Какое из тел упадет на дно быстрее, если оба тела имеют одинаковую массу, но разные размеры? На какое из тел будет действовать большая сила вязкого трения?

13. Поясните, почему эксперимент с определением вязкости проводится для масла (глицериновое или касторовое), а не для чистой воды?

14. Сформулируйте критерий Рейнольдса и покажите, как с его помощью определить момент перехода ламинарного течения (или движения тела относительно неподвижного газа или жидкости)в турбулентное.

15. Как связаны между собой молекулы жидкой среды? Что у нее общего с газами и твердыми телами? В чем различие? Как движутся молекулы в жидком и газообразном агрегатных состояниях? Почему вязкость газов возрастает, а вязкость жидкостей уменьшается с ростом температуры? По каким законам происходят эти изменения?