Учебные заметки

определение коэффициента внутреннего трения воздуха и эффективного диаметра молекул воздуха (кислород и азот).

Для определения η воспользуемся законом Пуазейля о протекании газа через капиллярную трубку:

(4.2)

где  V – объем газа, протекшего через капилляр радиусом r и длиной l  за время t

           Δp -  перепад давления на концах капилляра.

Из уравнения (4.2) находим

(4.3)

О п и с а н и е   у с т а н о в к и

Установка для определения коэффициента динамической вязкости (4.2) состоит из капилляра, манометра, делительной воронки, мензурки и влагопоглотителя. Если открыть кран К, вода из делительной воронки начнет вытекать, давление понизится и атмосферный воздух через капилляр потечет в делительную воронку. Манометр покажет перепад давления на концах капилляра, а объем вытекшей воды будет равен объему воздуха, прошедшему через капилляр за время t. Зная радиус и длину капилляра, можно рассчитать коэффициент динамической вязкости воздуха по уравнению (4.3).

П о р я д о к     в ы п о л н е н и я  р а б о т ы

1. Открыть кран К, подождать, пока течение воздуха в капилляре установится, то есть уровень жидкости в манометре перестанет изменяться. При этом

,

где     ρ – плотность жидкости в манометре (вода)

Δh – разность высот жидкости в коленах манометра.

1. Подставить вместо стакана под струю мензурку и, включив секундомер, измерить объем жидкости, вытекшей из делительной воронки (равный соответственно объему газа, прошедшему через капилляр) в течение 40-50 с.
2. Рассчитать коэффициент динамической вязкости по уравнению (4.3), которое с учетом (4.4) принимает вид

.                                                    (4.5)

1. Опыт повторить пять раз при разной скорости вытекания воды из делительной воронки (разных Δр), регулируя ее краном К.
2. Данные эксперимента занести в таблицу.

l =                                     r =

О б р а б о т к а     р е з у л ь т а т о в     э к с п е р и м е н т а

Из молекулярно – кинетической теории следует, что для идеальных газов

,                                         (4.6)

где  ρ – плотность воздуха

- средняя арифметическая скорость молекул воздуха

l_пр  - средняя длина свободного пробега молекул.

Из уравнения Менделеева – Клапейрона плотность

.                                            (4.7)

Средняя