Сұйықтықтың тұтқырлығын Стокс әдісімен анықтау Зертханалық жұмыс. Стокс әдісімен сұйықтардың тұтқырлық коэффициентін анықтау Шардың тұтқыр сұйықтыққа еркін түсуін қарастырайық. Допқа үш күш әсер етеді: гравитация, қалқымалы (архимедтік) және жылдамдыққа байланысты қарсылық.
Шардың сұйықтықтағы қозғалыс теңдеуін табайық. Ньютонның екінші заңы бойынша
мұндағы V – шардың көлемі, r – оның тығыздығы, r W – сұйықтықтың тығыздығы, q – ауырлық күшінің үдеуі.
Интеграциядан біз аламыз
немесе потенциалданғаннан кейін
(8)
Алынған өрнектен көрініп тұрғандай, доптың жылдамдығы алдымен Vprev = шекті мәнге дейін экспоненциалды түрде артады. Көрсеткіш оның көрсеткішіне өте тәуелді. Іс жүзінде индикатор -1 мәніне жеткеннен кейін ол тез нөлге айналады. Демек, жылдамдық шекті мәнге t уақыт ішінде жетеді деп болжауға болады, оның барысында (8) көрсеткіші –1-ге тең болады, яғни. бұл мәнді қайдан, шартынан табуға болады
Тұтқыр сұйықтықтарда тығыздығы төмен денелер өте тез критикалық жылдамдыққа жетеді.
Шарлардың құлауының тұрақты жылдамдығын тәжірибе жүзінде өлшей отырып, формула бойынша сұйықтың ішкі үйкеліс коэффициентін анықтауға болады.
Бұл формула шексіз созылған сұйықтыққа түсетін шар үшін жарамды. Сондықтан h формуласына түзету коэффициенті енгізіледі
, (9)’
қайда Рцентрдің радиусы, h- ондағы сұйықтықтың биіктігі (шардың құлауына цилиндрдің қабырғалары мен түбінің әсерін ескере отырып).
Сұйықтықтың ішкі үйкеліс коэффициенті температураға байланысты екенін ескеріңіз
қайда Тсұйықтықтың температурасы, Вактивтену энергиясы, ҚБольцман тұрақтысы болып табылады. Демек, температураның жоғарылауымен, әсіресе төмен температура аймағында сұйықтықтардың тұтқырлығы тез төмендейді, ал газдар үшін ол жоғарылайды.
Зертхана 5
Стокс әдісімен сұйықтың динамикалық тұтқырлығын анықтау
Құралдар мен керек-жарақтар
Сынақ сұйықтығы бар цилиндр; шарлар жиынтығы; микрометр; секундомер.
Жұмыс мақсаты
Сұйықтың ішкі үйкеліс коэффициентін (динамикалық тұтқырлығын) анықтау әдісін меңгеру және оны Стокс әдісімен анықтау.