Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Определяне на коефициента на вътрешно триене по метода на Стокс

Ако някаква част от течността се движи и има сила, подкрепяща това движение, тогава при ниски скорости се установява пластов (ламинарен) поток на флуида. В интерфейса на два слоя тече със скорости v и , същото по сила f, една - спирачка, а другата - ускоряване на движението на слоевете. Това свойство на флуида се нарича вътрешно триене (вискозитет).
Силата на взаимодействащите слоеве
,
където h е коефициентът на вътрешно триене
S е повърхностното взаимодействие на слоевете,
- наклон на скоростта.
На топката, попадаща в изследваната течност, има три сили: гравитация, сила на повдигане и сила на съпротивлението.
Ако топката бавно падне в безкрайна среда, не оставяйки след себе си турбуленция, тогава, както показа Стокс, силата на съпротивлението е равна на:
, (1)
където - коефициент на вътрешно триене,
- скорост на топката,
- радиуса му.
Извличането на тази формула е доста сложно, то може да се намери в специалната литература. Същият вид връзка, която определя силата , може да бъде настроен на постоянен фактор, основан на измеренията на размерите.
Опитът показва, че силата на съпротивление ще бъде по-голяма, колкото по-голям е коефициентът на вътрешно триене радиус и скорост падаща топка. Така можете да пишете:
, (2)
но
, (3)
Сравнявайки отношенията (2) и (3), това не е трудно да се види трябва да има измерение , Така както
,
и

откъде

Ето защо,

Множителят А не може да бъде определен чрез този метод; Оказва се, че е еднакво , ако решите проблема с хидродинамиката на вискозната течност.
В случай на топка, попадаща в течност, уравнението на движението е:
, (4)

Тъй като съпротивлението сила с нарастваща скорост топката се увеличава, тогава идва момент, когато топката започва да се движи равномерно със скоростта ,
след това
, (5)
където - плътност на топчето,
- плътност на течността,
- ускоряване на гравитацията.
От уравнение (5), ако d е диаметърът на топката, получаваме:
,
Нека топката падне по оста на безкрайно дълъг цилиндричен съд с диаметър D. Като се има предвид наличието на стени води до следния израз:
, (6)
Използвайки израз (6), определете коефициента на вътрешно триене по метода на Стокс.

Описание на инсталацията
Цилиндричен стъклен съд (1), напълнен с вода и служещ като термостат, монтиран на статив (2). В термостата, чиято температура се измерва с термометър (3), се поставя вторият стъклен цилиндър с кръгло дъно (4), напълнен с тестовата течност. На цилиндъра бе отбелязана серия от хоризонтални маркировки. На горния ръб на цилиндъра (4) има фланец, върху който той лежи върху капака (5) на термостата (1).

в която има отвор за вкарване на топките в тестовата течност. За измерване на коефициента на вътрешно триене с помощта на топки, чиито диаметри са предварително измерени с помощта на четящ микроскоп.

Работа

1. Определете разходите за разделяне на четящия микроскоп.
2. Измерете диаметъра на топката (топката се поставя върху предметно стъкло и се поставя върху масата на микроскопа).
3. Спуснете топката в цилиндъра с тестваната течност, измерете времето с хронометър движение на топката между знаците. При преброяването очите трябва да се поставят така, че да се избегнат грешки, причинени от паралакс.
4. Измерване на разстоянието между знаците, определя скоростта на топката. Експериментът се повтаря за различни топки 10-12 пъти.
5. Изчислете с формула (6) h за всяка топка и намерете нейната средна стойност.

Резултатите от измерването се записват в таблицата:


Брой опит

d (cm)

l (cm)

т (сек)

h (poise)

Забележка. Тъй като вискозитетът на течността зависи от температурата, температурата се отбелязва по време на измерванията.





Вижте също:

Проучване на законите на броуновското движение и определяне на размера на суспендираните частици

Деформация при натиск-компресия и закон на Хук

Определяне на топлината на изпаряване на високо летлива течност от температурната зависимост на налягането на наситените пари

Определяне на съотношението на Поасон по метода на Clement и Desormes

Определяне на коефициент на повърхностно напрежение за повишаване на течността в капиляри

Връщане към Съдържание: Физика

2019 @ ailback.ru