Рубрика:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 166
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ ПО МЕТОДУ СТОКСА
Цель и содержание работы.
Целью работы является ознакомление с одним из методов определения динамиче-
ской вязкости жидкости методом Стокса. Содержание работы состоит в измерении дина-
мической вязкости вазелинового масла.
Краткая теория
В жидкостях на границах ее движущихся друг относительно друга элементов дей-
ствуют касательные силы внутреннего трения или силы вязкости.
Для нахождения количественных законов внутреннего трения рассмотрим две па-
раллельные пластинки (размеры пластинок значительно больше расстояния между ними),
между которыми находится слой жидкости (рис. 1). Нижняя пластинка В неподвижна, а
верхняя А движется относительно нее с постоянной скоростью
0
v . Оказывается, что для
поддержания равномерного движения пластинки А к ней нужно приложить постоянную
силу f , направленную в сторону движения.
Для того чтобы удержать пластинку В в покое, на нее должна действовать сила,
численно равная силе f , но противоположно направленная.
Со временем в среде между плоскостями установится течение жидкости, скорость
которого будет различна в разных точках. Такое состояние жидкости не является равно-
весным, и в ней будут происходить процессы, стремящиеся выровнять скорость течения.
Эти процессы называются внутренним трением или вязкостью.
Возникновение внутреннего трения обусловлено микрофизическим процессом пе-
редачи импульса от одних слоев среды к другим. Так, движение слоя 1 (рис. 1) осуществ-
ляется вследствие передачи молекулами этого слоя импульса со стороны молекул, приоб-
ретающих направленное движение в результате взаимодействия с движущейся поверхно-
стью А.
Таким образом, молекулы в этом слое 1 обладают дополнительным импульсом, на-
правленным параллельно пластине А. Но, кроме того, они участвуют и в беспорядочном
тепловом движении. При случайном попадании в нижние слои (2–6) такие молекулы бу-
дут путем столкновений передавать часть своего импульса молекулам этих слоев, и по-
этому постепенно вся жидкость между пластинами приобретает направленное движение.
В стационарных условиях, когда constv =
0
, будет иметь место слоистое движение жид-
