Контрольные вопросы

1. Какие явления переноса вы знаете? В чем они заключаются?

2. Объясните молекулярно-кинетический механизм вязкости жидкости.

3. Как зависит вязкость жидкости от температуры?

4. Сформулируйте закон Ньютона для вязкого трения..

5. В чем заключается физический смысл коэффициента вязкости?

6. Сформулируйте закон Пуазейля.

7. Выведите формулу (3.3), по которой определяется коэффициент вязкости.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ПАРОВ ВОДЫ В ВОЗДУХЕ МЕТОДОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБКИ

Оборудование: микроскоп «МИР-2», стеклянная трубка диаметром меньше 1мм, секундомер.

Вопросы к допуску:

1.Какое из явлений переноса изучается в данной лабораторной работе? В чем оно заключается?

2. На каком законе основывается определение коэффициента диффузии в данной лабораторной работе?

3. По какой формуле определяется коэффициент диффузии?

4. В каких единицах выражается коэффициент диффузии?

Содержание и метод выполнения работы

Б ерется стеклянная трубочка диаметром меньше 1мм. Трубка заполняется исследуемой жидкостью так, чтобы жидкость находилась от одного из краев на расстоянии 1-1,5см. Другой конец трубочки замазывается пластилином. С помощью микроскопа определяют расстояние от открытого края трубки до жидкости (рис.3.3) и наблюдают в микроскоп за краем жидкости в течение 20-25 минут. Отмечают на шкале микроскопа число делении, на которое уменьшился уровень жидкости за это время.

Известно, что скорость испарения жидкости при не зависит от диффузии паров в воздухе. Зная изменение массы жидкости вследствие ее испарения за какой-то промежуток времени, можем определить коэффициент диффузии паров жидкости в воздухе. Из уравнения Фика получим:

, (3.4)

– масса паров воды, переносимая за чет диффузии через площадку (поперечное сечение трубки)за время . Эта масса равна массе воды, испарившейся за время , Поэтому , тогда выражение (3.4) запишется:

,

откуда коэффициент диффузии:

. (3.5)

Найдем значение градиента плотности паров воды:

,

и подставим его в выражение (3.5). Тогда окончательно:

,

где – плотность жидкости при комнатной температуре, – расстояние, на которое перемещается уровень жидкости вследствие испарения и диффузии за время , – расстояние , на которое перемещается уровень жидкости вследствие испарения и диффузии за время , – расстояние от открытого конца стеклянной трубки до уровня жидкости в начале эксперимента, – плотность насыщенного пара при точке росы, т.е. абсолютная влажность, – плотность насыщенного пара при комнатной температуре.

Порядок выполнения работы

1. Установить трубку горизонтально, предварительно заполнив ее исследуемой жидкостью. Заполняют ее следующим образом: опустить один конец в сосуд с жидкостью и дождаться момента, когда трубка заполнится до уровня, расположенного от другого конца трубки на расстоянии .

2. С помощью микроскопа измерить расстояние .Включить секундомер и отсчитывать время до того момента, когда будет заметно значительное смешение уровня жидкости.

3. Абсолютную влажность определить при помощи гигрометра или психрометра.

4.Плотность насыщенного пара и плотность исследуемой жидкости при комнатной температуре определяется по таблице.