Описание установки

Схематично установка изображена на рис. 3. 1 – блок управления ; 2 - термостат; 3 – стеклянный цилиндр с двойными стенками; 4 - термометр.

В термостате вода нагревается и по резиновым шлангам насосом, установленным внутри термостата, прокачивается через полость между внутренними и внешними стенками цилиндра. В результате нагревается глицерин в цилиндре. Температура воды определяется по термометру. Считается, что температура глицерина такая же, как у воды.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определить коэффициент динамической вязкости глицерина при комнатной температуре.

1. Измерить штангенциркулем диаметр шарика в различных местах.

2. Опустить шарик по центру цилиндра с глицерином. При прохождении им верхний метки на цилиндре включить секундомер и выключить его при прохождении шариком нижней метки. Такие измерения выполнить с пятью различными шариками. Данные занести в табл. 1.

Таблица 1.

i	D, мм	t, с	h, м	h, Па×с	Dh, Па×с
1 2 3 4 5

3. По результатам каждого измерения вычислить значение коэффициента динамической вязкости по формуле (18), полученной из (17) путем замены R на D/2, на h/t (h – расстояние между метками на цилиндре):

. (18)

4. Вычислить среднее значение вязкости <h>, абсолютную ошибку Dh, относительную погрешность измерения вязкости e.

5. Записать конечный результат в виде h = (<h>±Dh).

Задание 2. Определить температурную зависимость коэффициента динамической вязкости глицерина и вычислить энергию активации.

1. Измерить штангенциркулем диаметр D всех шариков, выданных преподавателем.

2. С разрешения преподавателя включить нагреватель термостата кнопкой К₁ и насос кнопкой К₂.

3. При различных температурах измерить время падения шарика. При каждой температуре опыт проводится один раз. Интервал температур и количество опытов задается преподавателем. (Ориентировочные данные - проводить измерения через 5°С от комнатной температуры до 50°С).

4. Вычислить коэффициент динамической вязкости при различных температурах по формуле (18).

5. Заполнить табл. 2, построить график зависимости h = f(t°С).

Таблица 2.

i	<D>, м	t, °C	t1, °C	h, Па×с	1/T×10^3, 1/K	lnh

Прологарифмировав выражение (4):

(19)

6. Построить график зависимости (19) в координатах , (1/T)10³.

7. Вычислить угловой коэффициент прямой (19) по формуле:

где и - произвольные значения точек на оси абсцисс, разделенных на 10³, а и – соответствующие значения на оси ординат.

8. Найти энергию активации молекул глицерина по формуле:

.