2020-10-10
167
1. При закрытом кране В, наполнить баллон водой на 3/4 объема.
2. Открыть кран В и отрегулировать скорость истечения воды таким образом, чтобы разность уровней жидкости в коленах манометра не превышала 2-3 см.
3. Убедившись в том, что течение воздуха через капилляр установилось (в этом случае h остается неизменной), измерить h и с помощью секундомера определить время 
, в течение которого из баллона вытекает в мерный стакан вода объемом v = 500 см 
(объем воздуха, прошедшего через капилляр).
4. Не изменяя разность уровней, измерить еще два раза время, в течение которого из баллона вытекает вода объемом v = 500 см . Вычислить разность давлений (
) (плотность манометрической жидкости взять из справочника).
5. Изменив разность уровней, провести измерения, согласно п.3 и п.4, не менее 3 раз.
6. Вычислить значение динамической вязкости, средней длины свободного пробега, эффективного диаметра, среднюю абсолютную и среднюю относительную ошибки измерений. Результаты опытов и расчетов занести в таблицу 1.
7. Для того, чтобы установить было ли течение воздуха ламинарным, вычислить число Рейнольдса:
,
где 
− средняя скорость течения воздуха через капилляр, r − радиус капилляра, 
− плотность воздуха при комнатной температуре и атмосферном давлении (из справочника).
Средняя скорость: 
, где S − сечение капилляра. Если Re<1000, то течение ламинарное.
Замечание: если время вытекания одного и того же объема воды определяется при несколько отличающихся разностях давлений, усреднить это время нельзя. В этом случае динамическая вязкость рассчитывается три раза, а затем находится ее среднее значение.
Таблица 1
| № | h, м | , с
|  , с
| P, Па |  , Пас
|  , Пас
|
| 1 |
|
|
|
|
| |
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 1 |
|
|
|
| ||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 1 |
|
|
| |||
| 2 | ||||||
| 3 |
Продолжение таблицы 1
| № |  , м
| d, м |  ,
Пас
|  , %
| ,
м
| / ,
%
| d, м | d / d, % |
| 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 1 |
|
| ||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 1 |
|
| ||||||
| 2 | ||||||||
| 3 |
Контрольные вопросы
1. Что называется эффективным диаметром газовых молекул?
2. Как зависит эффективный диаметр от температуры и давления?
3. Что называется длиной свободного пробега газовых молекул?
4. Как зависит длина свободного пробега от температуры и давления?
5. Что называется вязкостью газов, и от каких параметров она зависит?
6. Как объяснить различие температурной зависимости динамической вязкости газов и жидкостей?
7. Получить выражение для определения динамической вязкости газов методом истечения через капилляр?
8. Какие другие методы применяются для определения динамической вязкости жидкостей и газов?
9. Что называется кинематической вязкостью, и в каких единицах она измеряется?
10. Какое течение называется ламинарным?
11. Какой физический смысл имеет число Рейнольдса?
Литература
1. Фриш, С.Э. Курс общей физики: учебник: [в 3 т.]. Т. 1. Физические основы механики. Молекулярная физика. Колебания и волны / С.Э. Фриш. – 13-е изд., стер. – Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2009. – 480 с.: ил.
2. Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие для вузов [в 3 т.]. Т. 1. Механика. Молекулярная физика / И.В. Савельев. – 10-е изд., стер. – Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2008. – 432 с.: ил.
3. Трофимова, Т.И. Основы физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн.2. Молекулярная физика. Термодинамика / Т.И. Трофимова. – Москва: Высшая школа, 2007. – 180 с.: ил.
4. Пронин, Б.В. Физика [Электронный ресурс]: учебник / Б.В. Пронин. – Москва: Издательство РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2012. – 445 с. – Режим доступа:
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=144822
