Лабораторная работа №9. Брянский Государственный Технический Университет

1 2

Брянский Государственный Технический Университет.

Кафедра “Физика”

Лабораторная работа №9.

Студент группы 04-АТП1:

Коротков И.В.

Преподаватель:

Пыталев Д.С.

Г.

Лабораторная работа №9

“Определение коэффициента внутреннего трения и средней длины свободного пробега молекул воздуха”.

Теоретическое введение:

Если два смежных слоя газа движутся с различными скоростями (рис. 1), то между ними возникают силы взаимодействия, называемые силами внутреннего трения. Их величина определяется по формуле:

(1)

где - коэффициент внутреннего трения, или коэффициент динамической вязкости;

градиент скорости, т.е. величина, показывающая, как быстро изменяется скорость движения газа V в направлении Z, перпендикулярном к поверхности, разделяющей слои;

S – площадь поверхности, по которой действует сила F.

Возникновение сил внутреннего трения обусловлено тем, что молекулы быстрого слоя, попадая вследствие теплового движения в более медленный слой, переносят туда, некоторый импульс направленного движения и тем самым ускоряют его. В свою очередь молекулы медленного слоя, попадая в более быстрый слой, тормозят его.

Согласно кинетической теории газов, коэффициент внутреннего трения связан с длиной свободного пробега молекул следующим соотношением:

(2)

Учитывая, что

(3)

(4)

и зная , можно по формуле (2) вычислить - среднюю длину свободного пробега молекул воздуха.

Таблица 1

t	h₁	h₂	∆P	n	∆n	η	, м
				3.9	1.9	0.0000000295	3·10^-8
				5.6	1.7	0.0000000612	6,7·10^-8
				7.2	1.6	0.0000000890	1·10^-7
				8.7	1.5	0.0000001158	1,5·10^-7
					1.3	0.0000001517	2,19·10^-7
				11.2	1.2	0.0000001797	2,85·10^-7
				12.3	1.1	0.0000002021	3,6·10^-7