ОТЧЁТ
Фидаров Алан, 3 гр.
Лабораторная работа №17
Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса
Дата выполнения работы: 21.03.07
Дата сдачи отчета:
Лабораторная работа №17
1. Цели и задачи:
Целью данной работы является определение коэффициента динамической вязкости исследуемой жидкости при температуре опыта.
2. Приборы и материалы:
стеклянный цилиндрический сосуд (в него налита жидкость, вязкость которой надо определить), набор маленьких пластмассовых шариков (ρ=[2,72±0,01] г/см3), микрометр (погрешность прямого измерения составляет 0,01 мм), линейка (цена деления 1мм, погрешность прямого измерения 0,5 мм), секундомер (погрешность прямого измерения составляет 0,2 с), термометр (цена деления – 0,5ºC)
3. Используемые формулы:
Коэффициент внутреннего трения жидкости рассчитывается по следующей формуле:
,
где ρ 1 – плотность шарика, ρ – плотность жидкости, r – радиус шарика, R – внутренний радиус сосуда, 
– скорость движения шарика в жидкости, l – расстояние между нитями, τ – время падения шарика между двумя нитями.
Формулы для расчета погрешности результата эксперимента
Для каждого полученного значения коэффициента вязкости жидкости ηi вычисляется погрешность при косвенных измерениях:
, 
Вычисленные значения коэффициента вязкости жидкости обрабатываются также и по алгоритму прямых измерений:
, 
, Δη' 
Далее берётся корень квадратный из суммы квадратов погрешностей Δη и Δη' и вычисляется значение абсолютной погрешности измерения вязкости исследуемой жидкости при температуре опыта.
Схема установки
|
|
Прибор состоит из стеклянного цилиндрического сосуда, закрепленного на штативе. С внешней стороны цилиндра на расстоянии l приклеены две нити. В сосуд налита жидкость, вязкость которой надо определить.
5. Порядок выполнения работы:
Вязкость определяли путем нахождения скорости равномерного падения маленького шарика из пластмассы в исследуемой жидкости. Для этого нужно отобрали наиболее сферические шарики, измерили диаметр каждого шарика микрометром и бросали их по очереди в жидкость строго по оси сосуда. Для определения скорости падения шарика измеряли время τ, за которое шарик проходит расстояние между двумя нитями. Температура во время опыта: (24,0±0,3)ºC
6. Экспериментальные данные (представлены в системе СГС):
| R, см | ρ, г/см3 | ρ1, г/см3 | l, см | g, см/с2 | Температура в помещении, ºС |
| 3,130±0,005 | 0,885±0,005 | 2,72±0,01 | 5,00±0,05 | 981,9 | 24,0±0,3 |
Результаты измерений скорости падения шариков
| № | Диаметр шарика, см | dср, см | r, см | Время падения, с | Δd, см | Δτ, с | ||
| 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,058 | 14,6 | 0,001 | 0,2 | |
| 0,105 | 0,105 | 0,105 | 0,105 | 0,053 | 17,8 | |||
| 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,116 | 15,0 | |||
| 0,118 | 0,120 | 0,119 | 0,119 | 0,060 | 13,5 | |||
| 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,058 | 14,6 | |||
| 0,113 | 0,112 | 0,113 | 0,113 | 0,056 | 15,2 | |||
| 0,112 | 0,112 | 0,112 | 0,112 | 0,056 | 15,2 | |||
| 0,117 | 0,116 | 0,117 | 0,117 | 0,059 | 14,0 | |||
| 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,058 | 14,4 | |||
| 0,115 | 0,115 | 0,115 | 0,115 | 0,057 | 15,0 | |||
| 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,116 | 0,058 | 14,6 |
Обработка результатов измерений
Вычисление коэффициента вязкости жидкости
= 
= 
=3,76558 
=
= 
=0,146537821
Результаты вычислений по данным опытов представлены в таблице:
Обработка результатов по алгоритму прямых измерений
|
|
Вычисление суммарной абсолютной и относительной погрешностей
Таким образом, по экспериментальным данным коэффициент внутреннего трения исследуемой жидкости при температуре (24,0±0,3)ºC равен 3,8±0,2 
(в системе СИ 0,38±0,02 
)
8. Ответ: коэффициент внутреннего трения исследуемой жидкости при температуре (24,0±0,3)ºC равен 3,8±0,2 (в системе СИ 0,38±0,02 )
9. Вывод: по данным определён коэффициент динамической вязкости исследуемой жидкости при температуре опыта.