Физика пәнінен зертханалық жұмыстар жинағы (оқу әдістемелік нұсқаулық) Шымкент 2018 Алғы сөз «Физика бөлімі бойынша зертханалық жұмыстарының жиынтығы»
жүктеу/скачать 1,06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бақылаусұрақтары
- Сұйықтың тұтқырлық коэффициентін Стокс тәсілімен анықтау Жұмыстың мақсаты
- Қажетті құрал-жабдықтар
- Жұмысты орындау алдында студенттер төмендегі сұрақтарды білуі тиіс
| Жұмысты орындау реті:
Бюреткалардың біріне беттік керілу коэффициенті мен меншікті салмағы белгілі сұйық (су) кұйасыз. Екінші бюреткаға зерттелетін сұйық құйасыз. Сұйықты баяу тамшылата ағызып, белгілі бір көлемге сәйкес тамшысанын санап аласыз (мұны алдымен белгілі сұйық үшін, сонансоң екінші белгісіз сұйықүшін жасау қажет). Тәжірибені әрбір сұйық үшін, 5 реттен қайталайсыз. n 1 мен n2 –нің орташа мәндерін және кестеден d1 мен d2 мөлшерін тауып (6)-формула бойынша беттік керілу коэффициентін есептейсіз. ∆n1 мен ∆n2-орташа абсолютті қателерді анықтай отырып орташа абсолюттік қате ∆σ мен орташа салыстырмалы қатені-ε анықтау қажет. Бұл жұмысты жасау үстінде есептеу формулаларына қажетті тұрақтылар мен сан мәндерді қосымшадағы кестелерді пайдалана отырып табасыз. Өлшеу нәтижелерін төмендегі 1-кестеге жазасыз: 1- кесте Бақылаусұрақтары 1. Беттіккерілукүші, беттіккерілукоэффициентідегеніміз не ? 2. Беттіккерілукоэффициентініңөлшембірлігіқандай? 3. Беттіккерілукоэффициентісұйықтыңтығыздығынатәуелдіме? № 5 зертханалық жұмыс Сұйықтың тұтқырлық коэффициентін Стокс тәсілімен анықтау Жұмыстың мақсаты: қарастырылып отырған тәсілдің теориясымен танысу, өлшеу әдістерін меңгеру және кейбір себептердің эксперимент нә- тижесіне тигізетін ықпалына талдау жасау. Қажетті құрал-жабдықтар: таянышқа орнатылып, ішіне зерттелетін сұйық құйылған цилиндр пішінді шыны ыдыс, масштабты сызғыш, кішкене металл шарлар, секундөлшегіш. Жұмысты орындау алдында студенттер төмендегі сұрақтарды білуі тиіс: 1. Сұйықтардың қасиеттері 2. Ламинар ағыстағы ішкі үйкеліс күші (Ньютон формуласы) 3. Сұйықтардың динамикалық және кинематикалық тұтқырлығы 4. Жылдамдық градиенті. 5. Архимед заңы. Теориядан қысқаша түсінік Тұтқырлық (ішкі үйкеліс) деп, аққыш денелердің (сұйық пен газдың) бір қабатынан екінші қабатына дененің орын ауыстыруына кедергі жасайтын қасиетін айтамыз. Сұйықтың жоғарғы және төменгі қабаттарын өзара параллель жазық екі пластина ж әне ол сол сияқты жұқа қабаттардан тұрады деп қарастырайық. (1- сурет). Егер жоғары пластинаны, төменгі пластинаға қатысты солдан оңға қарай жылжытсақ, онда оған жабысқан сұйық молекулалары пластинамен бірге дәл сондай жылдамдықпен қозғалады. Бұл (1- сурет). молекулалар келесі қабаттың молекулаларын ілестіреді де, процесс осылайша одан әрі жалғаса береді. Төменгі пластинаға жанасып жатқан молекулалар қабаты тыныштықта болады да, басқа қабаттар бірінің бетімен бірі сырғи отырып, орын ауыстырады. Төменгі қабаттан алыстаған сайын молекулалар қабатының жылдамдығы арта түседі. Сұйықтың тұтқырлығы жанасқан қабаттардың бір-біріне қарағанда ығысуына кедергі жасайтын күштің пайда болуы нәтижесінде байқалады. Бұл күштің табиғатын былай түсіндіруге болады: әр түрлі жылдамдықпен қозғалған сұйық қабаттары бір-бірімен молекулалар ауысады. Сонда жылдам қозғалатын қабаттағы молекулалар біраз қозғалыс мөлшерін баяу қозғалатын қабатқа береді. Ал баяу қозғалатын қабаттан шапшаң қозғалатын қабатқа өткен молекулалардың қозғалыс мөлшері артады. Соның нәтижесінде шапшаң қозғалатын молекулалар жылдамдығы баяулайды. Ал, ішкі үйкеліс күші сұйық қабаттарының қозғалу жылдамдықтарын теңестіруге тырысады. Сұйықтың тұтқырлығынан пайда болған кедергінің шамасы сұйық қабаттары жылдамдықтарының айырымына және олардың ара кашықтығына байланысты болады. Бір қабаттан екінші қабатқа өткен сұйық жылдамдығының өзгерісі артқан сайын, ішкі үйкелістің шамасы да артады. Сұйықтың көршілес екі қабатының жылдамдықтар айырымы сол қабаттардың жылдамдық бағытына түсірілген нормаль бойымен есептелінген ара қашықтығына ∆Ү қатынасының шегі: жылдамдық градиенті деп аталады. Ламинарлық (құйынсыз) ағыста сұйықтың екі қабатының арасына әсер ететін ішкі үйкеліс күші олдардың жанасу бетінің ауданы мен жылдамдық градиентіне тура пропорционал болады: - Ньютон формуласы (1) мұндағы сұйықтың табиғатына және оның күйіне (мысалы темпера-турасына) байланысты болатын шама η – ішкі үйкеліс коэффициенті немесе динамикалық тұтқырлық коэффициенті деп аталады. Сұйықтың динамикалық тұтқырлығының, тығыздығына қатынасын кинематикалық тұтқырлық деп атаймыз: υ = η/ρ Егер (1) формуладан dV/dY=1 және S= 1 деп алсақ, онда η= F. Яғни тұтқырлық, сан жағынан, бір-бірімен салыстырғанда жылдамдық градиенті бірге тең қозғалыстағы екі қабаттың жанасу бетінің әрбір бірлік ауданында пайда болатын ішкі кедергі күшіне тең. СИ жүйесінде тұтқырлық бірлігі үшін модулі 1 м/с жылдамдық градиенті 1м жанасу бетінде 1Н ішкі үйкеліс күшін туғызатын тұтқырлық алынады. Бұл бірлік Паскаль-секунд (Па·с) деп аталады. Тұтқырлық коэффициенті температураға тәуелді. Сұйық пен газ үшін бұл тәуелділіктің елеулі айырмашылығы баp. Сұйық температурасы жоғарылаған сайын оның тұтқырлығы күрт азаяды. Газда керісінше, температура жоғарылаған сайын тұтқырлық коэффициенті артады. ηкоэффициентінің температураға байланысты бұлай өзгеруін сұйық пен газдың ішкі үйкеліс механизмінің әр түрлі болуынан деп түсіну қажет. жүктеу/скачать 1,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|