Лабораторная работа 3.1 (1247463), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Рис. 2. График зависимости вязкости глицерина от температуры
5. Погрешности измерений. 1. Измерение вязкости жидкости. Основной погрешностью данного метода стала неоднородность нагрева глицерина: у стенок столба температура была выше, чем в центре. Разница могла достигать 7 °C. Трудность набора множества относительно одинаковых по размеру шариков приводит к увеличению разброса по радиусам. Отсутствие системы автоматического контроля прохождения шариком отметок наблюдаемого отрезка приводит к увеличению влияния человеческого фактора, поскольку приходится вручную измерять время. Проведенные расчеты показали, что Re ~ 2 – 8 в зависимости от радиусов шариков и температуры глицерина, что меньше 100;
6. Выводы. Мной твёрдо установлено, что вязкость глицерина экспоненциально убывает с ростом его температуры. Вязкость, полученная в результате эксперимента меньше, чем табличные данные на ~ 30 %. [1] Это может быть связано как с систематическими ошибками, так и с концентрацией глицерина в измеряемой жидкости. Основные погрешности связаны с измерением температуры столба глицерина, поскольку наблюдался неравномерный прогрев его протекающей водой.
Рис. 3. Схема установки измерения вязкости капиллярным вискозиметром: 1, 2, 3 - краны, Г - газометр, К - капилляр, М - манометр
3. Методика измерений. 2. Определение вязкости воздуха капиллярным вискозиметром. Поскольку установление постоянной скорости при бросании тела в воздухе сопровождается большими скоростями, то ламинарное обтекание опытного объекта весьма затруднительно. Поэтому метод Стокса для определения вязкости воздуха не совсем удобен. Зато можно создать ламинарное течение воздуха через трубку и, зная параметры этого потока, рассчитать вязкость. Ламинарность течения позволит использовать принципы симметрии и обеспечит простое определение аналитической зависимости расхода газа от его вязкости. Результат решения этой задачи аналитически даёт зависимость вязкости от известных параметров как
, (3)
где 
- плотность жидкости в манометре, 
- перепад высоты в манометре, 
– время истекания, 
- радиус капилляра, 
– расход жидкости, 
– длина капилляра.
4. Результаты.
2. Результаты измерений вязкости воздуха
Таблица 4. Данные по измерению вязкости воздуха
| Пропущено (ml) | Время (с) | Перепад давлений (см) | Вязкость ( |
| 700 | 89 | 11 | 12,4 |
| 400 | 73 | 8 | 12,9 |
| 200 | 66 | 4 | 11,7 |
| 300 | 62 | 6 | 11,0 |
| 400 | 177 | 3 | 11,8 |
| 500 | 100 | 6,8 | 12,0 |
| 300 | 78 | 5 | 11,5 |
| 300 | 77 | 5,7 | 12,9 |
| 500 | 74 | 9 | 11,8 |
| 500 | 151 | 4 | 10,6 |
| 500 | 95 | 7 | 11,8 |
| 500 | 109 | 6 | 11,6 |
| 500 | 182 | 4 | 12,9 |
| Среднее значение | |||
| -- | -- | -- | 11,9 |
| Среднеквадратичное отклонение | |||
| -- | -- | -- | 0,7 |
5. Погрешности измерений. 2. Измерение вязкости воздуха. Источником погрешностей выступали такие элементы конструкции, как водяной манометр. Из-за краевых эффектов уровень воды определялся с точностью до 2 мм. на каждом столбце, что приводило к погрешностям до 4 мм. Фиксированность объёма воды вводила ограничения на максимально возможный объём воздуха, доступный для перегонки через капилляр так, чтобы разность давлений была постоянна.
6. Выводы. Было установлено, что вязкость воздуха при 22 °C составила 11,9 ± 1,3 
. Это на 30 % меньше табличного значения в 17,2 мкПа·с при 18 °C. [2]. Длина свободного пробега молекулы, посчитанная с учётом полученной вязкости, составила величину ~ 6,3 
.
7. Литература в отчёте
-
ru.wikipedia.org/wiki/Глицерин
-
ru.wikipedia.org/wiki/Воздух
Кафедра общей физики. Физический факультет НГУ. 6
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
