4.3. Опис лабораторної установки
Установка (рис. 4.2) складається з металевого бака 1 з водомірним склом 2. До бака приєднана скляна труба 3, на якій встановлено кран 4 для регулювання швидкості руху води. Це дозволяє створювати в трубці різні режими руху рідини. Зі скляної труби 3 вода надходить до мірної ємності 5.
Над металевим баком розміщена посудина 6 із забарвленою рідиною, яка подається до труби 3 по її осі через капілярну трубку 7. Регулювання надходження забарвленої рідини здійснюється за допомогою затискача 8.
Перед проведенням дослідів металевий бак 1 заповнюють водою через водопровідну трубу 9 з краном 10. Рівень води у баці під час дослідів підтримують сталим, регулюючи кран 10.
4.4. Порядок проведення експериментів
1. Відкрити кран 10 і наповнити бак 1 водою до верхньої позначки на водомірному склі 2.
2. Відкрити затискач 8 та пустити забарвлену рідину в скляну трубу 3. Відрегулювати витрату води в трубі 3 за допомогою крана 4 таким чином, щоб забарвлена рідина, що надходить з капілярної трубки 7, набула вигляду чіткої прямої струминки, спрямованої вздовж осі труби. При цьому необхідно слідкувати за підтриманням сталого рівня води в баці 1, регулюючи кран 10.
3. Визначити витрату води у трубі 3, вимірюючи час заповнення мірної ємності 5. Занести це значення та результат візуального спостереження за струминкою у таблицю 4.1.
4. Виміряти температуру води, що тече по трубі 3 та, в залежності від цієї температури, визначити відповідні коефіцієнт динамічної в’язкості (див. додаток) та густину води (яку приблизно можна прийняти рівною ρ=1000 кг/м3). Дані занести в таблицю 4.1.
5. Провести ще декілька дослідів, змінюючи витрату води в трубці 3 за допомогою крана 4 кожного разу таким чином, щоб забарвлена струминка спочатку набула хвилястих обрисів, а потім (в останньому досліді) одразу після виходу з капілярної трубки 7 повністю розмилася. Під час дослідів підтримувати сталий рівень води в баці 1, регулюючи кран 10. Заміряти час наповнення мірної ємності 5 в кожному досліді. Дані замірів та візуальних спостережень за поведінкою забарвленої струминки рідини занести в таблицю 4.1.
Таблиця 4.1. Результати експериментів
№ п/п |
Час заповнення мірної ємності τ, с |
Поведінка струминки забарвленої рідини (за візуальними спостереженнями) |
Об’єм мірної ємності V, м3 |
Температура води t, 0С |
Коефіцієнт динамічної в’язкості води μ, Па∙с |
Густина води ρ, кг/м3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|