№ 32 (1107968), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Включить нагреватель тумблером (20). При достижениизаданной температуры система перейдет в режим термостатирования изагорится красный индикатор (21). После этого можно проводитьизмерения. Значение температуры в градусах Цельсия считывается сцифрового индикатора (22) при нажатой кнопке Т1(23).По окончании измерений выключить нагреватель и питаниеизмерительной системы ИСТ-2.ЛКТ-10. Элементы комплекса ЛКТ-10 (баллоны, весы, манометр)смонтированы на плите-основании (рис.4). При проведении измерений наЛКТ-10 необходимо выполнить следующие операции.1.
Ознакомиться с работойэлектронных часов и установитьрежим"секундомер" кнопкой"MODE". В этом режиме на экранедисплея мигает надпись "SAN …SAT". В модели секундомера наЛКТ-10 средняя кнопка" "объединяет функции ―SET‖ и―ADVANCE‖. Нажатие на левый крайкнопки " " соответствует ―SET‖,на правый — ―ADVANCE‖.2. Соединить силиконовымишлангами при помощи тройников(6) баллон (1), резиновую грушу (3),манометр (4) и капилляр (5) так, какпоказано на рис.4.3. Перекрыть капилляр зажимом (7), накачать в баллон воздух доразности давлений Рнач180-200 мм.рт.ст. перекрыть зажимом (8) шлангот резиновой груши.4. Снять зависимость давления в баллоне от времени.4.1. Остановить секундомер кнопкой "ADVANCE" (нажатиемна правый край кнопки " ") и сбросить его показания кнопкой "SET"(нажатием на левый край кнопки " ").
На экране должно появитьсязначение "0-0000".4.2. Открыть капилляр, ослабив зажим (7), при этом воздухначнет выходить из баллона через в атмосферу и показания манометра (4)будут уменьшаться. При подходе давления к выбранному значению Рнач13(можно взять Рнач=160 мм.рт.ст.) включить секундомер кнопкой―ADVANCE‖ (нажатием на правый край кнопки " ").4.3. При достижении столбиком манометра первого заданногозначения Р (см.
Таблицу в разделе ―Обработка результатов измерений‖)зафиксировать показания секундомера кнопкой ―SET‖ (нажатием налевый край кнопки " ") и записать их в таблицу, затем снова нажать―SET‖, зафиксировать второе значение, и т.д. Всего необходимозафиксировать 8-10 значений давления и соответствующих значенийвремени.5. Операции пп. 3-4 проделать не менее пяти раз.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙПримерный вид таблицы, в которую заносятся экспериментальныеданные, может быть следующим:t1t2Рмм. вод. ст.мм. РТ. ст (мин-сек)(ЛКТ-5)(ЛКТ-2. ЛКТ-10)2001600-00.00…(Рнач)18015016014014013012012010011080100609040802070605040Угловой коэффициент (тангенс наклона) А=...,Коэффициент вязкости = ...t3t4t5 t…………ln(P/Рнач)0(Па·с)Капилляр L0=...
мм, D0=... мм, Баллон V0= … л, Температура Т=... КДиаметр D0 и длина L0 используемых капилляров, а также объембаллонов V0 приводятся в приложении к экспериментальной установке.Для обработки результатов необходимо:-для каждого значения Р найти среднее значение времени t = tn / n, при котором оно достигалось (n=5);-построить график зависимости ln(P/Рнач) от времени t;14-выделить линейные участки графика, определить областьламинарного течения воздуха. Дляданных,снятыхпридавленияхР 200 мм.рт.ст. (на установках ЛКТ-2 и ЛКТ-10),линейных участков будет два. Одинизнихсоответствуеттурбулентному течению воздуха(для значений Р, превышающихприблизительно 100 мм.рт.ст.), адругой — ламинарному (для болеенизких перепадов давления).
Точкаизломаграфикабудетсоответствовать изменению типатечения (рис.5);- рассчитать коэффициентвязкости по формуле (9) черезтангенс А угла наклона прямой,соответствующей участку ламинарного течения;- сравнить значения коэффициента вязкости, полученные при разныхтемпературах, объяснить результат (для данных, снятых на установкеЛКТ-2).Расчет углового коэффициента А можно провести методомнаименьших квадратов.Вопросы для самопроверки1.
В каких случаях в жидкостях и газах возникают силы внутреннеготрения (силы вязкости)?2. Запишите формулу, связывающую силу F внутреннего трения с модулемградиента скорости |dv/dr| и площадью S соприкасающихся слоѐвжидкости или газа (формулу Ньютона). Дайте определение коэффициентавязкости .3. Как связано внутреннее трение в газах с упорядоченным и хаотическим(тепловым) движением молекул газа?4. Как изменяется вязкость газов c увеличением температуры?5.
Какое течение газа по трубке называется ламинарным истационарным?6. В каких случаях газ можно считать несжимаемым?7. Как связан расход газа при его течении по капилляру сразностью давлений P на концах этого капилляра (формула Пуазейля)?8. Как зависит скорость v течения газа по капилляру круглогосечения от расстояния r до его оси? Изобразите на рисунке нескольковекторов скорости течения для разных расстояний от оси капилляра.9.
Опишите принцип действия установок ЛКТ-2, ЛКТ-5, ЛКТ-10.1510. Какой график необходимо построить на основеэкспериментальных данных (т.е. какие величины и какой размерностиследует отложить по осям ОХ и ОY)? Как определить коэффициентвязкости воздуха из полученной зависимости? Записать расчѐтныеформулы для тангенса А угла наклона соответствующей прямой икоэффициента вязкости .ЛИТЕРАТУРА1. Д. В. Белов. Механика, М.: Физический факультет МГУ,.,1998,глава VI – Элементы гидродинамики,§ 29 – Движение вязкой жидкости.2.
И. В. Савельев. Курс общей физики,книга 3 "Молекулярная физика и термодинамика", М.: Наука,Физматлит, 1998, глава 7, § 7.5 "Вязкость газов".16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
