Выполнения работы №1 «Определение коэффициента объемного расширения»

Общие сведения

В данной работе будут рассмотрены некоторые механические характеристики и физические свойства капельных жидкостей, которые в дальнейшем будем называть просто жидкостями.

Таким образом, жидкостью называют малосжимаемое тело, изменяющее свою форму под действием сколь угодно малых сил.

Плотностью жидкости r (кг/м³) называют массу жидкости, заключенную в единице ее объема. Для однородной жидкости

, (1)

где m – масса жидкости, кг; W – объем, м³.

Жидкость может изменять свой объем под действием давления либо в результате изменения температуры. В первом случае это свойство жидкости называется сжимаемостью, во втором – температурным расширением.

Сжимаемость – это свойство жидкости изменять свой объем под действием давления. С количественной точки зрения это свойство оценивается коэффициентом объемного сжатия (1/Па),

, (2)

где D W – изменение объема, м³; W – первоначальный объем, м³; D p – изменение давления, Па.

Температурное расширение характеризуется коэффициентом объемного расширения (1/⁰С),

, (3)

где D t – изменение температуры, ⁰С.

Вязкость представляет собой свойство жидкости сопротивляться сдвигу (скольжению) ее слоев (или частиц). С повышением давления вязкость жидкости увеличивается. Однако зависимость вязкости от давления существенна только при больших перепадах давления (десятки МРа). Во всех других случаях влияние давления на вязкость можно не учитывать. При увеличении температуры вязкость жидкости заметно уменьшается, а вязкость газов – растет. Вязкость оценивают динамическим коэффициентом вязкости m (Па×с), и кинематическим коэффициентом вязкости (м²/с). Последний равен отношению динамического коэффициента вязкости m к плотности жидкости r

. (4)

Таким образом, вязкость зависит от рода жидкости и её температуры.

Поверхностное натяжение – свойство жидкости образовывать поверхностный слой взаимно притягивающихся молекул – характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения s (Н/м), который равен энергии образования единицы площади межфазной поверхности.

Описание устройства

Устройство для измерения параметров, характеризующих физические свойства и технические характеристики жидкости, а именно – коэффициента объемного расширения, плотности жидкости, кинематического коэффициента вязкости, коэффициента поверхностного натяжения. Термометр 1 показывает температуру окружающей среды и, следовательно, температуру жидкостей во всех устройствах, ареометр 2 позволяет измерить плотность жидкости, вискозиметр Стокса 3 и капиллярный вискозиметр 4 – определить вязкость, а при помощи сталагмометра 5 определяют поверхностное натяжение жидкости.

Выполнения работы №1 «Определение коэффициента объемного расширения».

D t	ℓ м	r м
		0,0001

Вычисляем приращение объема термометрической жидкости по следующей формуле: D W = p×r ² × ℓ =

где r – радиус капилляра термометра, м.

=

⁰