Порядок выполнения работы

В

42

язкость воздуха предлагается определить с помощью прибора, представляющего собой U-образный манометр (рис. 2), к одному из колен которого присоединен капилляр К. Если поднять с помощью резиновой груши столб жидкости в одном из колен манометра выше, чем в другом, то в этом случае давление воздуха в колене будет больше атмосферного, и между началом и концом капилляра возникает пере­пад давлений.

П

Рис. 2

редоставим воздуху возможность вытекать из колена А через капилляр К под действием этого перепада давления. Поскольку воздух имеет вязкость, а капилляр взят тонкий, то уровень жидкости в колене В будет опускать­ся сравнительно медленно. Для определения вязкости будем ис­ходить из формулы Пуазейля (7), откуда

, (8)

где V = hS, но h₁ = h₂ + 2hV = S, h = . Однако по мере вытекания воздуха перепад давлений будет меняться. Поэтому лучше подставить в формулу Пуазейля средний перепад давления P_Ср, причем для простоты при небольшом ущербе для точности можно взять среднее арифметическое значение Р: Р_Ср= (Р₀ - Р_t)/2, где Р₀ - перепад давлений в начале отсчета времени, Р_t - перепад давлений в конце отсчета, равный P_t = (h_2Sg)/2,  - плотность жидкости, g - ускорение силы тяжести. Таким образом, выражение для сред­него давления за время опыта примет такой вид:

. (9)

С учетом этого выражение (8) примет вид:

. (10)

Т

43

аким образом, для экспериментального определения коэффи­циента вязкости нужно измерить:

1) h₁ , h₂ - разность уровней жидкости в манометре в начале и в конце опыта;

2) l - длину капилляра;

3) t - время наблюдения;

4) R - радиус капилляра.

Для измерения диаметров трубки и капилляра используются прилагаемые к установке коротенькие кусочки этого капилляра и этой же трубки. Диаметр капилляра измеряется с помощью микроско­па, диаметр трубки манометра - с помощью компаратора (микрометра). Опыт провести не менее 5 раз. Результаты измерений занести в таблицу.

Таблица

№ опыта	h1, м	h2, м	l, м	t, с	R, м	, кг/см	Примечание
1
2
3
4
5
Среднее значение

Подсчитать абсолютную и относительную погрешности в опреде­лении коэффициента вязкости.