4. Порядок выполнения работы

1. Подготовил установку к работе: наполнил сосуд водой, установил мениск микроманометра на нуль.

2. Медленно открывая кран, понизил давление в сосуде на 20 мм вод.ст. по сравнению с атмосферным. Подождал пока мениск в трубке манометра займёт устойчивое положение.

3. Поставил под кран сосуда мензурку, одновременно включил секундомер. Когда в мензурке стало около 30 мл воды, остановил секундомер. Записал объём вытекшей воды, время истечения жидкости и показания манометра.

4. Меняя скорость истечения воды из сосуда, произвел ещё несколько измерений для различных перепадов давления на концах капилляра.

5. Построил график зависимости Q = V/t от . Из формулы (4) видно, что при ламинарном потоке зависимость Q от носит линейный характер.

6. По коэффициенту наклона графика определил коэффициент вязкости воздуха . Радиус капилляра измерял микроскопом, длину капилляра - линейкой.

7. Оценил с помощью выражений (5), (6) возможность применения формулы (4) в нашем случае. В качестве скорости газа в формуле (5) взял .

По формуле (3) нашел среднюю длину свободного пробега молекул воздуха .

Температура определяется по комнатному термометру, атмосферное давление по барометру. Молекулярный вес воздуха и универсальная газовая постоянная даются: = 28.96 г/моль, R = 8.31 * 10⁷ эрг/град моль.

5. Ход выполнения работы

(Вычисления проводил в системе СГС.)

1. Вычисляю объемный расход:

Q1 = V/t = 2,137 *10^-3 мл/c

Q2 = 2.112*10^-3 мл/c

Q3 =2,187 *10^-3 мл/c

Q4 = 1,967*10^-3 мл/c

Q5 = 2,227 *10^-3 мл/c

Q6 = 2,090*10^-3 мл/с

Q7 = 2.237 *10^-3 мл/c

2. Нахожу перепады давления по формуле p= _{gk( (l’+l’’) – l0)}:

p1 = 1,394 cм

p2 = 1,394 см

p3 = 1,301 см

p4 = 1,270 см

p5 = 1,208 см

p6 = 1,332 см

p7 = 1,742 см

3. Вычисляю коэффициент внутреннего трения и погрешность.

₁ =3*10 p1 / Q2 = 1.86*10^-9

₂ = 3*10*1301/2.187*10 = 19.8*10

₃ = 17.8*10^-9

₄ = 19.4*10^-9

₅ = 16.3*10^-9

₆= 19.1*10^-9

₇= 23.4*10^-9

_=19,2*10^-9

_0,6*10^-9

_0,6*10^-9

_1,4*10^-9

_0,2*10^-9

_2,9*10^-9

_0,1*10^-9

_4,2*10^-9

_6,4*10^-9

4) Вычисляю длину свободного пробега молекул воздуха длину свободного пробега молекул воздуха

_{= 2,3*10}^-16 _см

_{Таблица 1.}

Nп.п	Q, мл/с	p, см	,	,	,	,	, см
1	2,137	1,394	18,6	19,2	0,6	6,4	2,3*10-16
2	2,113	1,394	19,8		-0,6
3	2,187	1,301	17,8		1,4
4	1,961	1,270	19,4		-0,2
5	2,227	1,208	16,3		2,9
6	2,090	1,332	19,1		0,1
7	2,237	1,742	23,4		-4,2

Рис. 5. Зависимость Q = V/t от .

Вывод: Я определил коэффициент внутреннего трения воздуха _=19,2*10^-9 и длину свободного пробега молекулы воздуха _{= 2,3*10}^-16 _см экспериментальным путем. Построил зависимость Q = V/t от и убедился, что при ламинарном потоке зависимость будет линейной.