Lab156[1]

-8-

5. Обработка результатов измерений.

1.Найдите средние значения времени для перепада давления 160, 150,… мм.рт.ст. и запишите в таблицу 1 в секундах.

2.Вычислите величины ln( HP) , занесите в таблицу 1.

3.Постройте график зависимости ln( HP) от t и убедитесь, что он представляет собой прямую линию (рис. 5)

Если на графике будет наблюдаться

				излом (рис.9), это означает, что при
ln( P)	а			высоких перепадах Р режим течения
				турбулентный (участок “а”).
ln( P0 )		в		Т.к. формулы, используемые в данной
				работе , применимы только при
				ламинарном течении, то в дальнейших
	t0		t	расчетах следует использовать только
				данные участка “в”.

Рис.9. Зависимость при изменении режима течения воздуха

4.Постройте график Рот t (для ламинарного течения-см.п.3). По графику найдите время релаксации τ , соответствующее перепаду давления

Рτ = Р0 / e = P0 / 2,72. Занесите τ в таблицу 2.

5.Вычислите коэффициент динамической вязкости по формуле (10.) Радиус

капилляра R, его длина l и объем баллона V0 указаны на установке. Запишите данные в таблицу 2. При вычислении η все величины следует выражать в СИ.

	Атмосферное давление принять равным 750 мм рт.ст. (1 мм рт.ст.=133,3 Па).
6.	Вычислите коэффициент кинематической вязкости			=η/ζ , приняв плотность
	воздуха ζ =1,3 кг/м3. Занесите в таблицу 2.
7.	Вычислите число Рейнольдса, используя формулу (3):
	Re =	ζVсрd	, где d=2R- диаметр капилляра среднюю скорость Vср течения можно
		η

найти, разделив расход Q (см. формулу 5) на площадь поперечного сечения капмлляра:

-9-

	Vср =	Q	=	R2 P
				0
		S		8ηl

Тогда для Re получим выражение:

Re = ζR3 P0 8η2 l

Величиу Re занести в таблицу 2.

8.Вычислить из формулы (4) среднюю длину свободного пробега молекул λ . R= 8310 Дж/(кмоль.К), М= 29 кг/кмоль.

9.Т(К) = t (0C) + 273. Комнатную температуру измерить с помощью мультиметра 7 (рис.7). Записать в таблицу 2.

Таблица 1.

Р	t -показания секундомера				Среднее время
мм	в мин, сек, долях сек.				t хр,сек	ln( P)
рт.ст	t1	t2		t3
160	00:00,00	00:00,00	00:00,00
150
140
…
30

Таблица 2

			η,		λ
Радиус	Длинна	τ,с				Re
капилляра.	капилляра		мкПа.с		м
R, м	l,м			(мкм)2/с

7. Контрольные вопросы.

1. Что называют вязкостью (внутренним трением) коэффициентом динамической η и кинематической вязкости? Покажите, что измеряется в м2/с.

2.какое течение газа (жидкости называется ламинарным?

3.Напишите формулу пораболического распределения скоростей при течении газа в круглой трубе. Нарисуйте годограф скоростей. Поясните все величины, входящие в формулу.

4.Что такое «число Рейнольдса»? напишите формулу, поясните все величины,, входящие в формулу.

5.Нарисуйте схему установки, используемой в данной работе.

Поясните ход эксперимента.

6. Что такое средняя свободная пробега молекул? Как она связана с коэффициентом динамической вязкости для идеального газа?

7.Что называют расходом газа? Напишите формулу Пуазейля, поясните все величины. При каких условиях она применима?

8.Нарисуйте график зависимости перепада давления на концах капилляра от времени истечения воздуха из капилляра. Какой формулой можно описать этой зависимость? Как проверить выполнимость формулы?

9.Поясните, какой смысл имеет величина τ , входящая в формулу (6).

10.Получите формулу (10) для вычисления коэффициента динамической вязкости, используя формулы (5) и (8). Укажите, какие приближения вводятся при выводе формулы.

Литература 1. И.В. Савельев. Курс физики, т.1.,М., 1989 г. и все последующие издания. Гл.6. Механика жидкостей, гл. 12. Явления переноса.