Meghatározása folyékony viszkozitás módszer Stokes
Műszerek és kiegészítők. üveghenger a vizsgálandó folyadékkal, kis acél golyókat, mikrométer, stopperórával.
1. A természet erői viszkózus súrlódás
Mindenesetre test mozog egy fluid (gáz), az erő a viszkózus súrlódás (belső súrlódás). Az erő a viszkózus súrlódás lép fel a szomszédos rétegek között a folyadék vagy gáz mentén mozgó bármilyen okból különböző sebességgel. A rétegeket mozog egymáshoz képest, csere molekulák. Molekulák gyors réteget átvittük egy réteg néhány lassú pulzus és egy lassú réteg hajlamos gyorsabb. Másfelől, a molekulák a réteg lassú, gyors kihagyása a réteget, hogy gátolják azt.
Azonban, ez a mechanizmus jellemzi a viszkózus súrlódási több gáz, amelyben a molekulák ugrani az egyik réteg miatt random hő mozgás. A belső súrlódás a folyékony nagymértékben meghatározza hatására intermolekuláris erők. A távolság a molekulák a folyadék kicsi, de jelentős kölcsönhatás erő. A molekulák a folyadék, mint egy merev test részecskék oszcilláló egyensúlyi pozíciók. Végén idő „állandó élet” folyékony molekula ugrik egy új helyzetbe.
Amikor a mozgó folyékony a test olyan sebességgel , részben folyékony molekulák „stick” hozzá adszorbeált. A réteg folyékony legközelebb a tapadó réteg érdekelt erők intermolekuláris kölcsönhatás. Ekkor a folyadékot kell gyorsítani a határon a szilárd. Ez fog működni, átlagosan összesen F erő a mozgás irányát a test. Szerint a Newton harmadik részéről a testfolyadék jár az azonos nagyságú, de ellentétes irányú erőt. Ez az erő a viszkózus súrlódás. A megjelenése ennek erő gátlásához vezet a mozgó test.
Empirikusan képletű erő belső súrlódás meghatároztuk:
ahol - a sebességgradiens, mutatja a sebességet a változás mértéke az irányt X, mozgására merőleges rétegek;
S - a terület, amelyre az erő hat.
Csillagok «» a képletben (1) azt mutatja, hogy az F erő irányában irányulóan elhelyezkedő csökkenő sebesség. Η arányossági tényező az úgynevezett belső súrlódási együttható vagy viszkozitás (dinamikus viszkozitás).
Ha a fenti (1) készlet, ΔS = 1m 2. Ez lesz számszerűen egyenlő a F η, azaz Dinamikus viszkozitás számszerűen egyenlő a belső súrlódási erő előforduló minden egyes érintkezési felületei a két réteg mozog egymáshoz képest egy sebességgradiens egyenlő egységét.
A dinamikus viszkozitást jellegétől függ a folyadék és a folyékony növekvő hőmérséklettel csökken. A viszkozitás fontos szerepet játszik a folyadékok mozgását.
2. Formula Stokes
Tekintsünk egy egyenletes mozgását kis labdát a r sugarú a folyékony (gáz). Jelöljük a sebessége a labdát viszonyított folyadékot át 0. A sebességeloszlás a szomszédos rétegek a folyadékkal magával vitt labda, rendelkezik az ábrán bemutatott formában. 1. A közvetlen közelében a a gömb felszínén, ez az arány egyenlő 0 valamint a távolság csökken, és lényegében nullára csökken, a L távolságra a felszínen a labdát.
Nyilvánvaló, hogy minél nagyobb a gömb sugara, annál nagyobb a tömege a folyadék (gáz) részt vesz a mozgását őket, és az L arányosnak kell lennie r:
L = α · r.
Kevesebb értjük átlagos értéke az arányossági tényező. Ekkor az átlagos értéke a felületi sebesség a labda egyenlő
Golyófelület S = 4πr 2, és a súrlódási erő által tapasztalt a mozgó labda
Stokes találtuk, hogy egy gömb α =. Következésképpen, az erő a viszkózus súrlódás által tapasztalt a labda mozog a töltet (gáz):
ahol a d - átmérője a labda.
Stokes képlet alkalmazható csak abban az esetben a gömb alakú testek a kis méret és alacsony sebességei esetén azok mozgását.
Szerint a Stokes képlet, például, hogy meghatározzuk a süllyedés a részecskék a köd és a füst. Ezt fel lehet használni megoldására fordított probléma mérésére a sebesség a labda csepp a folyadék viszkozitása lehet meghatározni.
3. meghatározása folyadék viszkozitása Stokes
H és a labda beesik a folyékony függőlegesen lefelé, a három erő hat (2. ábra): Gravitációs mg. Archimedes erő Fa és az erő a viszkózus súrlódás FTR.
Szerint a Newton második törvénye:
A nehézségi erő, és a felhajtóerő konstans modulus és a viszkózus súrlódási erő, képlet szerint (2) növekszik a sebessége a labdát, és ott jön egy pillanat, amikor a gravitációs erő egyensúlyban összege a súrlódási erők és Archimedes. Ettől a pillanattól kezdve a labda nullával egyenlő gyorsulás, T. E. Mozgása egyenletes lesz.
ahol V - térfogata izzót; ρzh - a folyadék sűrűsége; ρsh - gyöngy sűrűségű.
Behelyettesítve egyenlet (2), (4) a (3) egyenletet, megkapjuk
Speed labda mozgását
ahol - a jelek közötti távolság a tartály a folyadék megfelelő helyre a kiegyensúlyozó erők; τ - a folyosón egy labdát távolságot.
. (5)
Figyelembe véve a hatását az edény faláról a mozgását a labdát, a (5) képletű formájában
ahol D - átmérője az edény.
Menj dolgozni
1. Mérjük a belső átmérője az üveghenger és a jelek közötti távolság, egy tolómérővel, és a lépték.
2. Mérje mikrométer átmérőjű el.
3. Alsó gyöngy az edénybe úgy, hogy mozog a henger tengelyével, a stopper méri az időt az áthalad a védjegyek között.
4. Számítsuk ki a minta folyadék viszkozitása a következő képlet szerint (6).
5. Az Hasonló méréseket és számításokat végeztünk a másik négy golyót.
6. Számítsuk ki a középértékét viszkozitási együtthatót.
7. A mérési eredményeket és a számítások vannak rögzítve az 1. táblázatban.
LISTA
Megmagyarázni a mechanizmus előfordulásának viszkózus súrlódási erők.
Derive Stokes formula.
Mi a meghatározó módszer folyadék viszkozitását Stokes és ott, ahol alkalmazzák a gyakorlatban?
Meghatározása folyékony viszkozitás módszer Stokes
82.62kb. 1 p.
Meghatározása a belső folyadék súrlódási tényező módszerével Stokes
99.37kb. 1 p.
Két alapvető paramétereinek meghatározására a folyadék viszkozitása: dinamikus (vagy abszolút) viszkozitás és a kinematikus viszkozitást
19.28kb. 1 p.