Практическая часть Описание установки
Экспериментальная
установка состоит из стеклянного
цилиндрического сосуда, наполненного
глицерином. К сосуду прикреплена
измерительная линейка, начало шкалы
которой расположено ниже уровня жидкости.
Выбор сдвинутого относительно уровня
жидкости начала отсчета обусловлен
тем, чтобы до его достижения шарик
приобретал скорость установившегося
движения. В качестве шариков используются
свинцовые дробинки. Опуская шарики с
предварительно измеренными радиусами
в сосуд, отсчитывают время падения
шариков на глубину
.
Порядок выполнения работы
Записать данные установки:
плотность материала шариков = 11,37 103 кг/м3;
плотность жидкости = 1,26 103 кг/м3.
Определить температуру Т воздуха в помещении, считая ее равной температуре жидкости.
Измерить микрометром диаметр шарика d. Измерения проводить не менее трех раз, каждый раз поворачивая шарик. Вычислить среднее значение диаметра шарика
,
средний радиус шарика
.
Результаты измерений занести в таблицу
1.Опустить шарик в воронку, которую направить так, чтобы шарик двигался вдоль оси трубки с исследуемой жидкостью. Секундомером измерить время t прохождения шариком расстояния L (L взять не менее 40 см).
По формуле (14) вычислить коэффициент вязкости жидкости i.
Пункты 3-5 повторить для пяти шариков.
Найти среднее значение коэффициента вязкости:
.
(15)
Для каждого шарика оценить погрешность косвенного измерения коэффициента вязкости i по формуле (16):
,
(16)
где
погрешность микрометра
,
погрешность секундомера
,
погрешность линейки
.
В
качестве итоговой величины систематической
погрешности косвенного измерения
выбрать наибольшее из пяти полученных
значений
.
Вычислить случайную погрешность
по формуле (17)
(17)
Определить полную погрешность косвенного измерения по формуле (18)
(18)
Записать результаты вычислений коэффициента вязкости и погрешностей (в системе СИ) в таблицу 2.
Сравнить полученный результат с известным из литературы значением вязкости для данной температуры (таблица 3).
Используя среднее значение коэффициента вязкости
,
оценить значение числа Рейнольдса Re
(формула 2) и времени релаксации
для шарика с максимальным радиусом
(формула 11).Сделать вывод о характере обтекания шарика жидкостью и оформить отчет.
Таблица 1
№ п/п |
|
|
|
|
|
t , сек |
L, м |
1 2 3 … … |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
№ п/п |
|
|
|
|
1 2 3 … … |
|
|
|
|
среднее |
|
|
|
|
Таблица 3. Зависимость
коэффициента вязкости глицерина
от температуры
t, 0C |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
|
12,1 |
7,05 |
3,95 |
1,48 |
0,60 |
0,33 |
0,18 |
0,102 |
0,059 |
0,035 |
0,021 |
