Курс общей физики. Лазарев А.П - 29 стр.

UptoLike

Рубрика: 

29
Описание установки
Для определения коэффициента внутреннего трения воздуха
используется прибор ,
изображенный на рис.1
Когда из сосуда 1
выливается вода ,
давление в нем
понижается и через
капилляр 2 из сосуда 3 в
него засасывается воздух .
Вследствие внутреннего
трения давления на
концах капилляра будут одинаковы . Разность этих давлений измеряется
манометром 4.
Коэффициент внутреннего трения воздуха при этом можно
определить по формуле Пуазейля: η =
lV
t
r
P
8
4
π
, (5)
где t - время истечения воздуха , l - путь, проходимый за время t (длина
капилляра ), V - объем воздуха, прошедший через капилляр , r - радиус
капилляра , P - разность давлений на концах капилляра .
Величина P - рассчитывается по формуле P = dgh, (6)
где d - плотность жидкости, налитой в манометр , g - ускорение свободного
падения, h - разность уровней в манометре.
Выполнение работы
Заполняют водой сосуд 1. Открывают кран 5, выжидают, пока
установится стационарное течение (при этом разность уровней жидкости в
манометре будет постоянной ) и включают секундомер . После того, как
вытечет определенный объем воды , выключают секундомер . По
термометру определяют температуру Т, по барометру - давление P
окружающей среды .
По формулам (4) и (5) вычисляют λ и η. Манометр заполнен
спиртом , плотность которого d=0,7810
3
кг/м
3
. Для данного капилляра
l=(0,1025±0,0005) м , r = (0,65 ± 0,01) 10
-3
м . Цена деления сосуда V
0
=
5010
-6
м
3
/дел. По барометру давление дается в мм рт.столба (1 мм
рт.столба = 1330 Н /м
2
).
Результаты измерений заносятся в таблицу.
H, M
h, M
P, /м
2
(р)
Н /м
2
t,c
t, c
V,M
3
V, M
3
λ,M
∆λ, M
∆λ/λ
· 100%
η, к г/м
∆η
к г /м с
∆η/η
100%
1
2
3
Ср.
1
2
3
4
h
Рис .1
                                                          29
         Описан иеустан овки
     Д ля определения к оэф ф ициента           внутреннего трения воздуха
                                                       используется         прибор,
                        2                              изобра женны й на рис.1
1                                                             К огда из сосуда 1
                                               3       вы лива ется            вода,
                                                       давление          в      нем
                  h                                    понижа ется и           через
                               4
                                                       к а пилляр 2 из сосуда 3 в
                                                       него за са сы ва ется воздух.
                                             Р ис.1 В следствие внутреннего
                                                       трения да вления на
к онца х к а пилляра будут одина к овы . Ра зность этих давлений изм еряется
м а ном етром 4.
      К оэф ф ициент внутреннего трения воздуха при этом м ожно
                                                        π∆P r4 t
определить по ф орм уле П уа зейля:               η=                 ,           (5)
                                                            8 lV
      где t - врем яистечениявоздуха , l - путь, проходим ы й за врем яt (длина
к а пилляра ), V - объ ем воздуха , прош едш ий через к а пилляр, r - ра диус
к а пилляра , ∆P - ра зность давлений на к онца х к а пилляра .
      В еличина ∆P - ра ссчиты ва етсяпо ф орм уле           ∆P = d⋅g⋅h,          (6)
где d - плотность жидк ости, на литой вм а ном етр, g - уск орение свободного
па дения, h - ра зность уровней вм а ном етре.
                                 Выполн ен иер аботы
      За полняю т водой сосуд 1. О тк ры ва ю т к ра н 5, вы жида ю т, пок а
уста новится ста циона рное течение (при этом ра зность уровней жидк ости в
м а ном етре будет постоянной ) и вк лю ча ю т сек ундом ер. П осле того, к а к
вы течет определенны й объ ем воды , вы к лю ча ю т сек ундом ер. П о
терм ом етру определяю т тем пера туру Т, по ба ром етру - давление P
ок ружа ю щ ей среды .
      П о ф орм ула м (4) и (5) вы числяю т λ и η. М а ном етр за полнен
спиртом , плотность к оторого d=0,78⋅103 к г/м 3. Д ля данного к а пилляра
l=(0,1025±0,0005) м , r = (0,65 ± 0,01) ⋅10-3 м . Цена деления сосуда V0 =
50⋅10-6 м 3/дел. П о ба ром етру да вление да ется в м м рт.столба (1 м м
рт.столба = 1330 Н /м 2).
      Результа ты изм ерений за носятсявта блицу.
                                                                                               η, к г/м ⋅
                                                               ∆V, M3




                                                                                                            к г /м ⋅с
                        2




                                                                                      · 100%
                                                                              ∆λ, M
                ∆h, M



                                 ∆(∆р)




                                                                                                                        100%
                        ∆P, /м




                                                        V,M3
         H, M




                                                                                                                        ∆η/η
                                                                                      ∆λ/λ
                                 Н /м 2



                                                ∆t, c




                                                                        λ,M




                                                                                                            ∆η
                                          t,c




  1
  2
  3
  С р.