Порядок выполнения работы

1. Подключите баллон с двумя штуцерами к груше-помпе при помощи шланга, свободный конец которого выведен из пластмассовой коробки на установке (второй шланг уже подсоединен к штуцеру Ш1).

2. Перекройте кран К1.

3. К штуцеру Ш2 присоедините посредством длинного шланга дроссель-капилляр. К другому концу капилляра подсоедините еще один шланг и опустите капилляр в воду в чайнике так, чтобы капилляр оказался вблизи дна чайника, продев шланг в отверстие в крышке чайника, а второй шланг выведите в воздух через носик чайника как показано схематически на рис.8.3.

Вода играет роль термостата, поддерживая температуру капилляра и проходящего через него воздуха равной собственной температуре, а во втором опыте (см. пп. 9,10) обеспечивает подвод тепла к капилляру и проходящему через него воздуху.

4. Измерьте температуру воды в чайнике при помощи термометра.

5. Накачайте в баллон воздух до давления 200220 мм рт.ст., после чего перекройте зажимом шланг груши-помпы.

6. Подождите 23 минуты. При необходимости скорректируйте начальное давление (добавьте воздух грушей или стравите воздух через штуцер Ш2, слегка приоткрывая кран К1).

7. Откройте кран К1 и снимите зависимость давления в баллоне от времени. Для этого нужно:

• поставить часы в режим секунд кнопкой «  »;

• при подходе давления к выбранному значению ΔP_нач (160 мм рт.ст.) включить секундомер кнопкой « ◄ »;

• при достижении заданных значений ΔP зафиксировать показания кнопкой « ► », прочесть, записать показания, снова нажать « ► ».

8. Удобные значения приведены в таблице контрольных результатов.

9. Для определения зависимости вязкости воздуха от температуры нужно вскипятить чайник. Включите его, через 2-3 минуты начните, пока чайник еще не закипел, накачивать воздух в баллон как в пп.5,6. К моменту начала проведения повторного опыта чайник должен вскипеть. Температуру воды можно принять равной 100 С.

10. Снова выполнить пп. 7,8.

11. Постройте графики зависимости ln(∆P) = f (t). Выделите линейные участки и определите постоянные времени _Т и _Л , для турбулентного и ламинарного режимов течения

У к а з а н и е. Рекомендуемый масштаб: 10 сек в 1 см и 0,1 единицы в 1 см для ln(ΔP). Графики для обоих случаев можно построить на одной координатной сетке.

12. По значению τ для ламинарного течения определите вязкости газа  по фор-мулам (8.3) и (8.4). Определите также из графиков для каждого случая ΔP_крит и рассчитайте критические значения чисел Рейнольдса по формуле (8.5).

При проведении вычислений не забывайте переводить все величины в единицы системы СИ !

13. Результаты оформить в виде предложенной таблицы.

Контрольные результаты

Таблица 8.1. Капилляр: d = 0,28 мм, L = 30 мм. Баллон: V₀ = 2,0 л

ΔP, мм рт.ст.	ln(ΔP)	T0 = ____ , К		T = ____ , К
		t, мин-с	t,c	t, мин-с	t,c
160
140
120
100
90
80
70
60
50
40
30
Пост. времени		 =_____с		 =_____с
Вязкость возд.		 =_____мкПас		 =_____мкПас
Критич. давление		ΔPкрит =_____мм рт.ст.		ΔPкрит =_____мм рт.ст.
Reкритич

14.Ответить на следующие контрольные вопросы:

1. Что такое вязкость жидкости? Объясните возникновение сил вязкости с молекулярно – кинетической точки зрения.

2. Каков физический смысл коэффициента динамической вязкости? Пользуясь формулой (8.2), выведите единицы измерения кинематической вязкости.

3. Что называется градиентом скорости?

4. Метод определения коэффициента динамической вязкости.