double arrow

Порядок выполнения работы. 1. Установить стеклянную трубку (3) под таким углом, при котором фиксатор (5) входит в отверстие дуги (6)

2

1. Установить стеклянную трубку (3) под таким углом, при котором фиксатор (5) входит в отверстие дуги (6), имеющее обозначение К 0,2.

2. Кран Кр2 поставить в положение (+) (крайнее по часовой стрелке). Манометр готов к измерениям.

3. Закрыть кран Кр1 (горизонтальное положение рукоятки) и включить микрокомпрессор тумблером Т.

4. Осторожно открывая кран Кр1, установить шарик в ротаметре на 4-е деление. При этом расход воздуха V/t будет равен 4 л/ч. Отсчитать по манометру разность давления на концах капилляра DР. Умножив полученный отсчет на коэффициенты 0,2, учитывающий наклон стеклянной трубки (3), и 9,81 для перевода давления, выраженного в миллиметрах водяного столба в единицы давления СИ, получим давление в Па.

5. Измерить также разность давления, устанавливая расход воздуха 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 л/ч. Увеличивая расход воздуха краном Кр1, необходимо строго следить, чтобы спирт, поднимаясь по измерительной трубке, не достиг ее верхнего конца и не попал в резиновую трубку.

6. Выключить микрокомпрессор.

7. Операции 3 - 6 выполнить 3 раза.

8. Из трех значений Dр определить среднее значение для каждого значения расхода воздуха.




9. Рассчитать коэффициент вязкости для указанных в пункте 5 значений расхода воздуха и построить график зависимости h от расхода воздуха (V/Δt). При расчете расход воздуха необходимо выразить в м3/с, при построении графика – в л/ч. По полученному графику объяснить зависимость коэффициента вязкости от расхода воздуха.

10. Найти среднее значение h из тех значений, которые находятся на горизонтальном участке графика.

11. По лабораторному барометру и термометру измерить атмосферное давление р и температуру Т в лаборатории.

12. Определить среднюю длину свободного пробега молекул и эффективный диаметр молекул воздуха s, пользуясь при этом средним значением h, найденным в пункте 10. Все данные и результаты измерений занести в таблицу.

Таблица

N п/п V/t (л/ч) Разность давления DP(Па) Среднее h, Па × с
Среднее давление h, Па× с
             

Примечание. Значения физических величин вносятся в таблицу в тех единицах измерения, в которых они отсчитываются по прибору. Причем эти единицы указываются студентом в таблице.

Константы, параметры установки и результаты единичных измерений:

R= 8,32 Дж (моль× К), k = 1,38´ 10-23 Дж/К, m = 29´ 10-3 кг/моль, 1 миллибар = 102 Па.

Примечание. При многократных расчетах по одной и той же формуле постоянная часть формулы рассчитывается один раз. В постоянную часть входят величины, не изменяющиеся от опыта к опыту, например, радиус капилляра, а также множители для перевода в нужную систему единиц измерения переменных величин, например 0,2 и 9,8 для разности давления Dр.



Подстановка числовых значений в расчетную формулу с размерностями или единицами измерения: h, , s.

Контрольные вопросы

1. Что показывает градиент скорости?

2. Каков физический смысл коэффициента вязкости? В каких единицах он измеряется?

3. Сформулируйте и запишите закон Ньютона для внутреннего трения.

4. Какова природа сил внутреннего трения в газах?

5. Какова размерность единицы измерения h?

6. Запишите формулу Пуазейля. При каких условиях она справедлива?

7. Какое течение газа называется ламинарным, турбулентным?

8. Как и почему зависит от концентрации молекул?

9. Зависит ли от s?

10. Что называется эффективным диаметром молекулы?

11. Как зависит эффективный диаметр молекул от температуры?

12. Как и почему зависит коэффициент вязкости газов от температуры?

13. Как и почему зависит коэффициент вязкости газов от плотности?

14. Запишите расчетные формулы для h, , s.

15. Объясните резкое изменение значения коэффициента вязкости при увеличении расхода воздуха.

Литература

1. Трофимов Т. И. Курс физики. – М.: Высш. шк., 1998.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. В 3-х т. Т.1, — М.: Наука, 1982.

3. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Милковская Л. Б. Курс физики. В 3-х т. Т.1. — М.: Высш. шк., 1973.

4. Трофимова Т. И. Курс физики. — М.: Высш. шк., 1998.



2




Сейчас читают про: