Главная | Обратная связь

Краткие теоретические сведения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ТЕМА:«Определение коэффициента вязкости жидкости

Методом Стокса»

Цель работы: 1) изучение движения твердого тела в жидкостях и газах;

2) определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса.

Краткие теоретические сведения

Вязкостью или внутренним трением называется явление возник­новения силы трения между слоями текущей жидкости или газа, парал­лельными направлению течения.

При течении жидкости ее слой, прилегающий к твердому телу, на­пример к стенке трубы, прилипает так, что его скорость равна нулю. Следующий слой движется, но из-за хаотичности движений молекул некоторые из них попадают в первый слой, теряя импульс при столкно­вении. Третий слой передает импульс второму и т.д. В результате этого наибольшей скоростью обладает та часть жидкости, которая более всего удалена от твердого тела (стенки), а скорости всех остальных слоев уменьшаются по мере приближения к стенке. Так как изменение им­пульса в единицу времени равно силе, то это и приводит к появлению силы внутреннего трения.

Сила внутреннего трения F тем больше, чем больше рассматриваемая площадь поверхности слоя S, и зависитот того, насколько быстро меняется скорость течения жидкости при переходе от слоя к слою (градиента скорости ). Таким образом, модуль силы внутреннего трения равен

,

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от природы жидкости, называемый динамической вязкостью.

Вязкость газов может быть рассчитана с помощью методов, осно­ванных на теоретических предпосылках, но для определения вязкости жидкостей аналогичной теоретической базы не существует. Вязкости жидкостей значительно отличаются от вязкостей газов, т.е. они много больше по величине и резко уменьшаются с повышением температуры (тогда как для газов увеличиваются).

Вязкость газов обусловлена главным образом передачей количества движения в результате отдельных столкновений молекул, движущихся беспорядочно между слоями с различными скоростями. Аналогичная передача количества движения существует и в жидкостях, хотя она более локализована из-за влияния полей сил взаимодействия между плотно упакованными молекулами. Действительно, плотности жидкостей таковы, что среднее межмолекулярное расстояние незначи­тельно отличается от эффективного диапазона действия таких силовых полей.

Целью настоящей работы является ознакомление с одним из мето­дов определения коэффициента вязкости жидкостей и измерение коэф­фициента вязкости глицерина.