Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.ru

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ М13 Определение коэфицента внутреннего трения жидкости методом Пуазейля

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-03-30


Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Кафедра ТиЭФ

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ М-13

Определение коэфицента внутреннего трения жидкости

методом  Пуазейля

Исполнитель:

студент группы Э7А40                                                А. В. Кобеев

                                 (подпись)

                                            

Руководитель                                                       М.И. Чебодаев

                              (подпись) 

                                  (дата)

Томск – 2004

Цель работы: определение коэффициента внутреннего трения  методом протекания жидкости по капилляру.

Приборы и принадлежности: сосуд с тубусом и капиллярной трубкой, исследуемая жидкость, штатив, стакан, линейка, секундомер, весы с разновесами, образцы капилляра, измерительный микроскоп.

Краткое теоретическое содержание работы

С молекулярной точки  зрения происхождение   сил  внутреннего

трения объясняется следующим образом. При наличии упорядоченного движения молекул су скоростями V=V(x), молекулы лежащие в верхних, быстрых, слоях обладают большим упорядоченным количеством движения (большей скоростью), чем молекулы, лежащие под  ними. Переходя за счет непрерывного теплового хаотического движения в нижние слои, молекулы передают часть своего упорядоченного количества движения молекулам нижних слоев. Это проявляется в том, что на газ (или жидкость), расположенный в нижних слоях, действует сила, направленная в сторону скорости V. Аналогично, более медленные молекулы, попадая в верхние слои, при столкновениях отнимают часть упорядоченного количества движения у молекул, расположенных над ними. В результате газ в верхних слоях испытывает тормозящую силу, направленную против скорости V. Эти силы и являются силами внутреннего трения между слоями газа, движущимися с различными скоростями, и направлены касательно слоям. Как показывает опыт, количество движения, приносимое из слоя в слой, определяется уравнением (закон Ньютона)

где  - количество движения (импульс), переносимое из слоя в слой, - коэффициент внутреннего трения или вязкости, зависящий от свойств газа, - разность скоростей слоев, расположенных друг от друга на расстоянии dx,   - градиент скорости направленного движения молекул (слоев) вдоль оси х, dS - малая площадка прикосновения слоев, через которую переносится , dt - время, течение которого переносится .

Градиентом (grad) физической величины навивают вектор, характеризующий быстроту изменения этой величины вдоль данной оси на единицу длины. Направлен grad в сторону наибольшего возрастания этой величины. Знак минус в означает, что импульс переносится в направлении уменьшения скорости, так как градиент скорости направлен вверх, т.е. в сторону возрастания V, а перенос импульса идет вниз, т.е. в сторону убывания скорости V.

Изменение количества движенияпо второму закону Ньютона равно импульсу силы Fdt:

                                                                                                                 

На основании выше сказанного сила внутреннего трения равна

где dV -  разность скоростей двух слоев, находящихся на расстоянии dx. Выразим коэффициент трения:

Из этого следует, что коэффициент внутреннего трения (вязкости)  численно равен силе, действующей на единицу площади слоя при градиенте скорости, равном единице.

Расчетные формулы.

- формула Пуазейля. Где l – длина трубки и R – ее радиус, - разность давлений на концах трубки, t – время вытекания жидкости, Н – средняя разность высот уровней

, где - высота уровня жидкости от стола в конце опыта, - высота уровня жидкости от плоскости стола в начале опыта, h – высота капилляра.

Среднее давление,  под которым вытекает жидкость:

где – плотность жидкости, g – ускорение свободного падения.

где R -  радиус капилляра, Н – средняя разность высот уровней, d – плотность жидкости, g – ускорение свободного падения, t – время истечения жидкости, l – длинна трубки, М – масса вытекшей жидкости.

 ,где - среднеквадратичная ошибка среднеарифметического величины ;  N – количество  измерений  

  ,где   -случайная  погрешность ; – коэффициент Стьюдента

  , где  - ошибка однократного измерения величины ; – точность измерительного прибора ; =0,95- доверительный коэффициент

,где - общая ошибка величины

,где - погрешность косвенных измерений

Расчет коэффициента внутреннего трения.

Замеры, произведенные во время опыта:

= 0.3 м

М = 0.04 кг

 t =30.4 с 

= 0.294 м

l= 0.154 м

Определение шкалы окуляра микроскопа:

1

2

3

4

5

0

1

3,2

2

3,5

5

5,9

8

6,5

8

5

4,9

4,8

4,5

4,5

4,74

      

Определение диаметра капилляра:

1

2

3

4

5

0

2

0

0

0

6,5

8,6

7

6,6

6,4

6,5

6,6

7

6,6

6,4

6,62

Расчет погрешности

Ср. знач.

Поскольку высоту мы измеряли один раз при помощи сантиметра то:

Окончательный результат

с доверительной  вероятностью
Вывод

При течении жидкости вдоль трубы или капилляра, скорости разных слоев распределены не равномерно. Наибольшая скорость наблюдается в средней части трубы, прилегающей к оси, части трубы; по мере приближения к стенкам скорость уменьшается, а слои, непосредственно прилегающие к стенкам трубы, покоятся. Таким образом, при слоистом течении слои жидкости скользят друг относительно друга с трением со скоростями , увеличивающимися по мере удаления от стенок сосуда.




1. юристів для підрозділів ДАІ за спеціальністю Правоохоронна діяльність освітньокваліфікаційного рівня
2. тематическое описание систем управления и их элементов
3. Петербург и Ленобласть 812 3132618 7 921 9508368 Москва и Подмосковье 495 5405618 7 915 1381248 Заказать обра.html
4. Виды норм права
5. Реферат на тему- Личность как социокультурная реальность 1Соотношение понятий
6. Настройка операционной системы Windows 95-98-NT Как настроить скорость двойного нажатия кнопки мыши
7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8
8. Статья 28. Строк дії авторського права 1
9. Дисменорея, (альгоменорея, болезненные месячные
10. Современная философи
11. тюменский государственный нефтегазовый университет ИНСТИТУТ геологии И нефтегазодобычи
12. Значение примирения в стадии подготовки дела к судебному разбирательству
13. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является- Изучение принципов работы импульсного стабилизатора Расчет импуль
14.  Введение 3 2
15. Поняття сутність та значення слідчих та судових версій
16. І Канта називається світоглядом
17. Валютний ринок та його регулювання
18. Реферат- Серверы и системы управления базами данных
19. Комплексная система обеспечения экономической безопасности предприяти
20. тема практичних робіт курсу