Лабораторна робота №1

Визначення динамічної в’язкості рідини.

Мета

навчальна: формувати знання про прилади для вимірювання в’язкості рідин;

навчитись визначати динамічну та кінематичну в’язкість;

формувати практичні вміння та навички користування віскозиметрами.

виховна: виховувати охайність і точність при проведенні експериментів та

повагу до дисципліни.

Обладнання: віскозиметр, секундомір, склянка з водою, склянка з рідиною, що досліджується, об'ємом 150-200 см³, термометр, нагрівач.

Теоретична частина

Взаємодія між молекулами шарів, що торкаються, є причиною того, що вони рухаються з різними швидкостями. Сили, які гальмують відносне переміщення шарів рідини, називають силами внутрішнього тертя. Внутрішнє тертя характеризується динамічною в'язкістю . В СІ вимірюється в Па с і його можна визначити дослідним шляхом за допомогою віскозиметрів.

Віскозиметр- прилад для визначення в´язкості. Найбільш поширені капілярні, ротаційні, з кулькою, що рухається, ультразвукові.

Капілярний віскозиметр являє собою U - образну трубку, в коліно якої впаяний капіляр 7.

При вимірюванні в´язкості рідина із вимірювального резервуара 4 тече по капіляру 7 в приймальний сосуд 6. 1,2- коліна віскозиметра. 3- відвідна трубка, до якої приєднується або гумова груша, або водоструйний насос.

Принцип дії капілярного віскозиметра полягає в повільному витіканні рідини з резервуару через капіляр під дією різниці тисків ( в початковий момент рівень рідини в одному коліні, вище, ніж в іншому).

При роботі з найпростішим віскозиметром визначають час витікання рідини з резервуару приладу( це час опускання меніска рідини від мітки М1 до мітки М2). Якщо дві рідини густина яких , з динамічною в'язкістю, одного об'єму витікають під дією сили тяжіння крізь одну і ту ж трубку за час, тоді:

Рис. 1.1 – візкозиметр

Порядок виконання роботи.

1 Ознайомлення з методикою роботи віскозиметра

Віскозиметр ВПЖ-2 представляє V-подібну трубку, в яку впаяно капіляр7. При вимірюванні в`язкості рідина із резервуару 4 тече по капіляру 7 в розширення 6.

Віскозиметр заповнюють таким чином: на відводну трубку3 надівають гумовий шланг. Далі, зажавши пальцем коліно 2 і повернувши вискозиметр, опускають коліно1 у посудину з рідиною і засмоктують її ( за допомогою груші, водоструйного насосу або іншим способом) до позначки М2, слідкуючі за тим, щоб в рідині не з`являлися бульбашки повітря. У той момент, коли рівень рідини досягне позначки М2, віскозиметр виймають з посудини і швидко перевертають у нормальне положення. Знімають із зовнішнього боку кінця коліна 1 залишок рідини і надівають на нього гумову трубку.

Віскозиметр встановлюють в термостат так, щоб розширення п`ять було нижче рівня рідини в термостаті. Після витримки в термостаті не менше 15 хвилин при заданій температурі засмоктують рідину у коліно 1, приблизно до однієї третьої висоти розширення 5. Сполучають коліно 1 з атмосферою і визначають час опускання меніска рідини від позначки М1 до М2.

Виконання лабораторної роботи:

2 Внутрішню посудину віскозиметра наповнити водою до фіксуючої поділки.

3 Швидко підняти ковпачок віскозиметра і одночасно запустити секундомір.

4 В момент, коли вода витече, секундомір зупинити та визначити час
витікання води крізь прилад .

5 Дослід повторити декілька разів. За точний час взяти середнє значення
знайдених часів витікання води крізь прилад .

6 Дослід (п. 1-4) повторити з рідиною, що досліджується

7 Визначити середнє значення знайдених часів витікання рідини крізь прилад.

8 За таблицею знайти густину взятих рідин.

9 Знаючи в’язкість води, знайти в’язкість рідини, що досліджується.

10 Провести розрахунок відносної похибки.

11 Результати вимірювань і розрахунків записати до таблиці 1.1

Таблиця1.1 – Коефіцієнти в’язкості μ , ν та питомої маси ρ при t=20°С

	μ ( Па*с)	ν ( м²/с)	ρ (кг/м³)
Вода прісна	1,02*10³	1*10	1000
Вода морська	1,03*10³	1,01*10	1010- 1050

12 Розрахувати коефіцієнт кінематичної в’язкості досліджуваної рідини.

Кінематична в´язкість рідини в сантістоксах

, де а- стала віскозиметра( 1,129), t- час витікання рідини.

- коєф. кінематичної в’язкості .

13 Дослід (п. 1-4) повторити з рідиною, що досліджується, змінюючи її
температуру. Порівняти час витікання крізь прилад рідини різної температури.

(при 50° ν= 0, 005)

14 Зробити висновок.

15 Дати відповіді на контрольні питання:

1. Що називається в'язкістю рідини (або повітря)?

2. Яка причина в'язкості?

3. Від чого залежить динамічна в'язкість?

4. Що ви знаєте про в'язкість газів і рідин?

5. Що називається кінематичною в’язкістю ?

6. Якими параметрами характеризується в’язкість рідини ?

7. Як залежить в’язкість від температури та тиску ?

8. Що називається динамічною в’язкістю ?

9. В’язкість яких рідин може вимірювати віскозиметр Енглера ?

10. В яких одиницях вимірюється в’язкість ?

11. Фізичний зміст динамічної та кінематичної в’язкості.

12. Чому змінюється в’язкість від зміни тиску або температури ?

16Захист звітів про роботу

17Підсумки лабораторної роботи.

18 Прибирання робочого місця.

19 Домашнє завдання.

Повт.§1[2]