Навигация
Экспериментальная установка
30324
знака
7
таблиц
8
изображений
2.2. Экспериментальная установка
Экспериментальная установка для определения воздуха (рис. 2) состоит из сосуда - 1 со сливным шлангом - 2, капилляра -3, мерительного стакана -4 и жидкостного манометра - 5. Перед опытом сосуд заполняется водой. При опущенном шланге 2 вода из сосуда вытекает и давление становится ниже атмосферного. Так создается перепад давлений воздуха на концах А и В капилляра 3. Он измеряется манометром 5. Этот перепад давлений создает поток воздуха через капилляр, при этом объем вытекшей воды равен объему воздуха, прошедшего через капилляр.
Расчетная формула для определения коэффициента вязкости по методу Пуазейля имеет вид:
h=Dppr4Dt/8lQ , (2)
где – r радиус капилляра, l - его длина, Q- объем прошедшего через капилляр воздуха (равен объему вытекшей из сосуда жидкости), Dр - перепад давлений на концах капилляра (показание манометра), Dt - время протекания воздуха через капилляр.
Ход выполнения работы
1. Закрепите сливной шланг в верхнем положении. Заполните сосуд 7 водой и плотно закрепите пробку с капилляром в его горловине.
2. Опустите сливной шланг вниз, подставив под него мерный сосуд. Измерьте секундомером время t, в течение которого из сосуда вытечет объем Q=200 см3 воды.
3. Измерьте в это же времени перепад давлений Dр по манометру.
Примечание: При постепенном понижении уровня воды в сосуде скорость истечения уменьшается. Это приводит к изменению перепада давлений воздуха на концах капилляра. Поэтому необходимо брать среднее за время опыта значение Dр.
4. По формуле (2) вычислите вязкость воздуха.
5. Опыт повторите не менее пяти раз. Результаты занесите в таблицу 2 отчета.
6. Оцените относительную погрешность измерения вязкости воздуха. Погрешности измерений диаметра и длины капилляра возьмите из «паспорта» прибора.
9. В выводе сравните полученное значение вязкости воздуха с табличным значением (h= 1,8×10-5 Па×с при 18оС)
Дополнительное задание
1. Вычислите плотность воздуха по формуле ρ=pM/RT, где М = 0,029 кг/моль – молярная масса воздуха, R - универсальная газовая постоянная, давление р и температуру Т измерьте по приборам в лаборатории.
2. Вычислите среднюю арифметическую скорость νср молекул воздуха при данных условиях.
3. Вычислите среднюю длину свободного пробега 
молекул воздуха при нормальных условиях, исходя из формулы связи ее с коэффициентом вязкости 
.
4. Исходя из формулы р = nkT , вычислите концентрацию п молекул воздуха в лаборатории (k - постоянная Больцмана – равна 1.38∙10-23 Дж/К).
5. Вычислить среднее число столкновений молекул, испытываемых одной молекулой за одну секунду 
.
6. Выполните ряд заданий (см. бланк отчета) практического характера с использование полученных экспериментальных результатов.
Отчет по лабораторной работе №2
«Вязкость газов»
выполненной ……………………………………………………………..
Определение вязкости воздуха по методу Пуазейля
Диаметр капилляра d =…… ± …… мм; Длина капилляра I =…... ± ...... мм
|
№ п/п | Объем прошедшего через капилляр воздуха Q, см3 (или мл) | Перепад давлений, Dh, см вод. ст. | Перепад давлений Dр, Па | Время протекания воздуха через капилляр t, с | Вязкость воздуха h´10-5 , Па×с |
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| 4 | |||||
| 5 | |||||
| Среднее значение вязкости воздуха | |||||
Формулы для расчета и расчет погрешности измерения вязкости воздуха[4]:
Вывод: ……………………………………………………………………………………………..
Дополнительное задание
Лабораторные условия: p = …… мм рт. ст.= …… Па; T = …… К
Результаты расчетов:
1. Плотность воздуха: r = …… кг/м3
2. Средняя арифметическая скорость молекул воздуха: ν = ………….м/с
3. Средняя длина свободного пробега молекул воздуха: λ = ………….м
4. Концентрация молекул воздуха: n =………… 1/м3
5. Среднее число столкновений молекул воздуха z = …………с-1.
6. По формуле Стокса с использованием результатов работы рассчитайте:
а) максимальную скорость падения в воздухе шарика настольного тенниса диаметром 3 см и массой 0.2 г;
б) диаметр парашюта для парашютиста массой 60 кг, если безопасная скорость приземления равна 5 м/с;
в) максимальный диаметр капелек воды, находящихся во взвешенном состоянии (туман).
Лабораторная работа №3
ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ В ЖИДКОСТЯХ
Цель работы: углубление представлений о свойствах поверхности жидкости, о силах натяжения и добавочном давлении под искривленной поверхностью, а также экспериментальное наблюдение и измерение некоторых параметров и соотношений, характеризующих это явление.
Оборудование: набор из трех экспериментальных установок; вода, моющие средства.
Похожие работы
... состояние равновесия – на поверхность тела действует сила давления жидкости, которая уравновешивает вес жидкости внутри поверхности. Движение жидкостей и газов. Движение жидкостей и газов, как и все другие виды движения, рассматриваемые в механике, можно полностью охарактеризовать, оперируя единицами измерения длины, времени и силы. Так, диаметр парашюта можно измерять в метрах, время ...
... называется кинематической вязкостью. Чтобы отличить ее от v, величину n называют динамической вязкостью. Будучи выраженным через кинематическую вязкость, число Рейнольдса имеет вид 5. Движение тел в жидкостях и газах. Воздействие жидкой или газообразной среды на движущееся в ней с постоянной скоростью v тело будет таким же, каким было бы действие на неподвижное тело набегающего ...
... . Для оценки режима течения жидкости вводят специальный критерий; число кавитации К f ' 7. Истечение жидкости из отверстий и насадков > 7.1. Отверстие в тонкой стенке Одной из типичных задач гидравлики, которую можно назвать задачей прикладного характера, является изучение процессов, связанных с истечением жидкости из отверстия в тонкой стенке и через насадки. ...
... в любых скальных породах не вызывает сомнения. Для понимания процесса формирования полезной емкости коллекторов рассмотрим некоторые факты, полученные за последние годы при изучении различных типов коллекторов нефти и газа. Многими работами последних лет достаточно убедительно показано, что основная полезная емкость коллекторов (терригенных и карбонатных) представляет собой поры, каверны и ...
0 комментариев