Прилади і матеріали

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

Тема: Визначення в’язкості рідин.

Мета: Ознайомитися з різними біофізичними методами дослідження макромолекул, навчитись користуватись віскозиметром ВПЖ-4, виміряти в’язкість води.

Теоретичний вступ

В'язкiсть рiдин − властивiсть, завдяки якiй вирiвнюються швидкостi руху рiзних шарiв рiдини. При цьому через одиничний перерiз (перпендикулярний до напрямку потоку рідини) за одиницю часу переноситься імпульс величиною . Механiзм перенесення iмпульсу − обмiн молекулами мiж шарами внаслiдок їхнiх безладних теплових рухiв. В результаті повільніші молекули з шарів, ближчих до стінки труби, попадають у шар швидших молекул і сповільнюють їхній рух. Це спричиняє ефект сили тертя між шарами, яку і називають силою в’язкості.

В'язкість рідини характеризує внутрішнє тертя, зумовлене міжмолекулярними взаємо­діями. На рисунку показано розподіл швидкостей впоперек труби, то якій тече рідина. Розглянемо два шари рідини, відстань між якими dx, а різниця швидкостей – dv. Сила тертя між ними визначається за законом Ньютона:

,

де S ─ площа контакту між цими шарами.

Коефіцієнт в'язкості η є характеристикою розчину і залежить від природи та форми розчинених макромолекул і температури середовища, [η]=Па·с.

В'язкість розчину визначають капілярним віскозиметром Оствальда, вимірюючи час, за який розчин витікає з певного об'єму. Закон Пуазейля:

де Δp − середній перепад гідростатичних тисків між поверхнею рідини і нижнім кінцем капіляра,

Δp=ρgh

З закону Пуазейля одержуємо робочу формулу для обчислення коефіцієнта в’язкості рідини:

де V − об’єм розширення (4),

t − час витікання рідини,

r − радіус капіляра,

η − коефіцієнт в’язкості рідини,

l − довжина капіляра,

ρ − густина досліджуваної рідини,

g − прискорення вільного падіння,

h − усереднена висота стовпчика рідини від середини розширення (4) до нижнього кінця капіляра.

Відносну похибку можна обчислити за формулою:

а абсолютну − за формулою:

Дані для обчислення беремо такі:

V=3 мл,

l =95 мм,

ρ=1000 кг/м³,

g=9,8 Н/кг,

h=125 мм,

Δr =0,005 мм,

Δ l =1 мм,

Δh=2 мм

ΔV=0,1 мл.

Радіус капіляра r визначаємо після того як прочитуємо дані про його діаметр на розширенні (4), час витікання рідини t визначаємо за допомогою секундоміра.

Прилади і матеріали

Поиск по сайту: