|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Введение. Цель работы. Измерение коэффициента внутреннего трения (вязкости) жидкости методом Стокса
РАБОТА №146 ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
Цель работы. Измерение коэффициента внутреннего трения (вязкости) жидкости методом Стокса. Приборы и принадлежности. Вискозиметр с жидкостью; твердые шарики; мерная линейка; секундомер.
Введение
Вязкостью или внутренним трением называется свойство всех веществ оказывать сопротивление их течению-перемещению одного слоя вещества относительно другого. Внутреннее трение представляет собой одно из явлений переноса и определяется тепловым движением, размерами и формой молекул, действием молекулярных сил. Для объяснения возникновения сил вязкости рассмотрим две параллельные пластинки, разделенные слоем жидкости (рис. 1).
Рис. 1 Пусть нижняя пластинка удерживается неподвижно, а верхняя движется параллельно нижней в направлении х. Мысленно разделим весь слой жидкости на ряд тонких параллельных слоев. Молекулы слоя, прилегающие к верхней пластинке, «прилипают» к ней и перемещаются вместе с ней с той же скоростью. Этот слой жидкости увлекает за собой следующий слой, который перемещается с меньшей скоростью и т.д. Слой жидкости, прилегающий к нижней неподвижной пластинке, остаётся в покое. Чем больше удален слой от нижней пластинки, тем быстрее он перемещается. Быстроту изменения скорости можно охарактеризовать отношением , где - разность скоростей двух слоев жидкости, расстояние между которыми равно . Предел этой величины равен
(где - градиент скорости. Здесь ось y перпендикулярна направлению перемещения жидкости). Вязкость жидкости проявляется в её сопротивлении относительному сдвигу соприкасающихся слоев, а, следовательно, и пластинок. Возникающая при этом сила сопротивления называется силой внутреннего трения. И. Ньютон в 1687 году сформулировал закон, согласно которому при ламинарном (безвихревом) течении жидкости сила внутреннего трения пропорциональна градиенту скорости:
(где S - площадь поверхности соприкосновения двух слоев, смещающихся друг относительно друга; - коэффициент вязкости или коэффициент внутреннего трения жидкости). При больших скоростях ламинарное течение жидкости переходит в турбулентное (вихревое) и закон нарушается. В системе СИ единицей вязкости является 1 Па·с. Это величина, при которой 1 м2 слоя жидкости испытывает действие силы в 1 Н при градиенте скорости 1 с -1. Вязкость газа обусловлена тепловым движением молекул, она увеличивается с повышением температуры. В отличие от газов, молекулы жидкости большую часть времени находятся вблизи положения равновесия, и поэтому движущийся слой жидкости увлекает соседние слои в основном за счёт молекулярных сил сцепления. Вязкость жидкости убывает с повышением температуры. Так при повышении температуры воды от 0° С до 100° С её вязкость уменьшается с 1,8·10-3 до 2,8·10-4 Па·с. Особенно сильно она меняется у масел; например, у касторового масла при перепаде температуры с 180 С до 400 С вязкость уменьшается в четыре раза. Отмеченные выше свойства жидкости, рассмотренные для случая плоскопараллельных её слоев, остаются справедливы и при движении других тел в жидкости, однако, при этом следует учитывать ещё возможность влияния таких факторов как форма и размеры тела, характер обтекания их жидкостью и т. д.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |