Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Законы и соотношения, на основе которых получена расчетная формула

Отчёт по лабораторной работе № 13.

 

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение коэффициента вязкости жидкости (метод Стокса).

 

 

Выполнил: студент гр. ПЭ-12 ___________ / Шелковникова Ю.В. /

(подпись) (Ф.И.О.)

Проверил: доцент ____________ / Смирнова Н.Н./

(подпись) (Ф.И.О)

 

Санкт-Петербург

Цель работы - определить коэффициент вязкости жидкости методом Стокса.

 

Схема установки :


1 – цилиндрический сосуд с глицерином;

2 – свинцовый (стальной) шарик;

3 – верхняя метка;

4 – нижняя метка;

5 – секундомер;

6 –сантиметровая лента;

7– микрометр

 

Краткое теоритическое содержание.

Явление, изучаемое в работе: внутреннее трение (вязкость).

 

Определения:

 

Вязкость – явление переноса импульса.

 

Явления переноса - неравновесные процессы, в результате которых в физической системе происходит пространственный перенос электрического заряда, вещества, импульса, энергии.

 

Трение- механическое сопротивление, возникающее в плоскости касания двух соприкасающихся тел при их относительном перемещении.

 

Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом вязкости.

 

Законы и соотношения, на основе которых получена расчетная формула.

Второй закон Ньютона - ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе тела.

где a - это ускорение движения тела, м/с2

- это результирующая сила, Н.

m – это масса тела, кг.

Закон Архимеда – на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, и равная весу жидкости, вытесненной этим телом.

rж ·V, где - плотность жидкости, вытесненной этим телом, кг/м3

V – объём части тела, который находится в жидкости, м3

FA - выталкивающая сила (или сила Архимеда), Н

 

Сила Стокса

, где h - коэффициент вязкости жидкости

r-радиус шарика, м

v-скорость движения шарика, м/с

Основные расчётные формулы :

 

 

Модуль скорости шара: V=l/t, [V] = м/с

 

-длина пути движения шарика, [l] = м

-время движения шарика, [t] = c

 

Коэффициент вязкости: , [h] = Па*с

 

- плотность жидкости , [ ] = Кг/м

r - плотность материала шарика, [r] = Кг/м

- радиус шарика, [r] = м

g – ускорение свободного падения, [g] = m/c

 

Погрешность прямых измерений:

Абсолютная погрешность:

длины Δl = 0,5*10-3 м

времени Δt = 0,001 c

плотности Δr = 1 кг/м3

плотности жидкости Δrж = 1 кг/м3

диаметра шарика Δd = 0,5*10-3 м

Погрешность косвенных измерений:

Относительная погрешность:

скорости:

вязкости:

 

Исходные данные:

T = 23°C

rж = 0,97*103 кг/м3

rстали = 7,8*103 кг/м3

rсвинца = 11,35*103 кг/м3

Результаты вычислений и измерений

 

Таблица 1

Физ.велич T r d l v h Dh
Ед.измер. № опыта °C Кг/м *10 Кг/м *10 дел м·10 с м м/с   Па·с Па·с
0.97 7,8 1,6 5,33 0,24 0,045 0,846 0,219
    7,8 1,5 6,81   0,035 0,956 0,109
    7.8 1,4 6,95   0,034 0,857 0,208
    7,8 1,35 7,57   0,032 0,847 0,218
    7.8 1,25 8,11   0,030 0,774 0,291
    11,35 0,9 14,19   0,017 1,077 0,012
    11,35 0,85 13,58   0,018 0,907 0,158
    11.35 19,61   0,012 1,883 0,817
    11,35 0,9 14,91   0,016 1,144 0,078
    11,35 0,95 16,08   0,015 1,360 0,294

Пример вычисления:

/2=32·0,1/2=1,6·10 м

=0,24/5,33=0,045 м/с

=2/9·(1,6·10 ) ·9.8·(7.8·10 -0.97·10 )/0.045=0,846 Па·с

 

Среднее значение коэффициента вязкости жидкости

= =(0,846+0,956+0,847+0,774+1,077+0,907+1,883+1,144+1,360+0,857)/10=1,0651 Па·с

 

 

 

Cреднее значение радиуса шарика

 

м

 

Среднее значение модуля скорости движения шарика

 

м/с

м/с

 

 

Относительное косвенное значение погрешности коэффициента вязкости жидкости методом Стокса

1,Для свинцовых шариков

2,Для стальных шариков

Абсолютная погрешность коэффициента вязкости жидкости методом Стокса:

 

1,Для свинцовых шариков: Па·с

2,Для стальных шариков: 1.0651*0.047=0,05 Па·с

 

Окончательные результаты: .

Па·с

Сравнение с экспериментальными данными справочника: %=5,7%

 

Вывод:

В результате проведенного опыта, я получила экспериментальное значение коэффициента внутреннего трения, равное 4,7%. Теоритическое значение коэффициента равно 5,7%. Погрешность составляет 1%. Это связано с несовершенством измерительных приборов, методики измерений, несовершенством органов человеческих чувств. Поэтому измеренная величина всегда отличается от ее истинного значения.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.