Лабораторный практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика. Деникин А.С. - 44 стр.

Интегрируя полученное уравнение, получим зависимость для скорости газа от r
                             P -P     æ    r2 ö      æ    r2 ö
                      v(r ) = 1 2 R 2 ç 1 - 2 ÷ = v0 ç 1 - 2 ÷ .        (6.10)
                               4h l   ç R ÷          ç R ÷
                                      è       ø      è       ø

                                            Рис. 2. На основания цилиндрического
       R                Fтр
                r             v       P2    объема действуют перпендикулярные к
           P1                               ним силы давления, а на боковую
                        Fтр
                                            поверхность цилиндра – касательные к
                    l                       ней силы внутреннего трения воздуха.


       Используя (6.10) можно определить поток газа Q (объем протекающий
через поперечное сечение в единицу времени). Разобьем сечение капилляра на
кольца шириной dr . Через кольцо радиуса r пройдет в единицу времени объем
газа
                                             æ r2 ö
                                   = (r ) v0 ç1 - 2 ÷ 2p rdr .
                       dQ = v (r )dS                                 (6.11)
                                             ç R ÷
                                             è      ø
Интегрируя выражение (6.11) в пределах от нуля до R для величины Q получим
формулу Пуазейля

                           æ r2 ö R
                                           1          ( P1 - P2)p R 4
                  Q = ò v0 ç1 - 2 ÷ 2p rdr
                                        =    p R 2v=0                 . (6.12)
                           ç R ÷           2                8h l
                      0    è      ø
       Таким образом, зная параметры капилляра (радиус и длину), измеряя
объемный расход воздуха и разность давлений на концах капилляра можно
определить коэффициент внутреннего трения воздуха, что и является целью
настоящей лабораторной работы.


2. Описание аппаратуры и метода измерений
       На рисунке 3 приведена схема рабочего участка экспериментальной
установки для измерения коэффициента внутреннего терния воздуха методом
Пуазейля.
       Принцип работы установки заключается в следующем. Микрокомпрессор 1
прокачивает воздух через ротаметр 2 и затем направляется в медный термостат
(цилиндрическая трубка) 3, внутри которой находится капилляр 4. Внутри медного
термостата находится спай термопары 5, измеряющей температуру воздуха
протекающего через капилляр 4 в атмосферу. Термоэлектроды 7 соединены с
измерителем температуры 8. Перепад давления на капилляре измеряется U-


                                           44