Исследованиение зависимости коэффициента вязкости жидкости от температуры

1.

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И
ТЕХНИЧЕСКОЙ
ФИЗИКИ
ИССЛЕДОВАНИЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ
КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – определить коэффициент
вязкости жидкости при различных температурах.
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ – метод Стокса
ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ – вязкость
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
E
kT
Вязкость – явление переноса импульса.
Коэффициент динамической вязкости –
физическая величина характеризующая плотность
потока импульса при градиенте скорости, равном
единице. [ ] = Па с.
Вязкость зависит от природы жидкости и от
температуры.
С
ростом
температуры
Т
коэффициент вязкости жидкости уменьшается (у
газов возрастает).
ВИД ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
ЗАКОНЫ И СООТНОШЕНИЯ
Зависимость логарифма коэффициента
вязкости воды от величины (1/T)
Зависимость коэффициента вязкости от температуры
E
= B exp( )
kT
На шарик действуют три силы: сила тяжести Р ,
направленная
вниз;
сила
сопротивления
Стокса
Fс и выталкивающая сила Fв , направленные вверх.
ln
mPa s
С увеличением скорости сила сопротивления растет.
Движение становится равномерным. = const.
Уравнение равномерного прямолинейного движения
)
Р Fв Fс 0
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.7
-0.8
Р Fв Fс 0
-0.9
3
g4/3 r ,
Fв = ж g = 4/3· ж g,
Величина силы сопротивления Стокса
Fс 6 rv
РАСЧЕТНАЯ ФОРМУЛА
Коэффициент динамической вязкости
жидкости при R>>r
2 2 ρ ρж
η r g
9
v
-0.1
-0.6
В проекциях на вертикальную ось
Модуль силы тяжести Р = mg = gV =
Величина выталкивающей силы
0.0
-1.0
3.05
3.10
3.15
3.20
3.25
3.30
3.35
3.40
3.45
1
1000 K
T
Здесь B – константа, [В] = Па с;
k – постоянная Больцмана, [k] = Дж/К;
Е – энергия активации [Е] = Дж;
2
g – ускорение свободного падения, [g] = м/сек ;
ж, – плотность жидкости и шарика, [ ] = кг/м3;
R – радиус сосуда, [R] = м; r, m, V – радиус, масса
и объём шарика, [r] = м, [m] = кг, [V] = м3 ; –
модуль скорости, [ ] = м/с; Т –
термодинамическая температура, [Т] = К.