Описание установки. Выполнение работы

Описание установки

Установка состоит из баллона Б, жидкостного манометра М и набора капилляров (1–5), соединенных с баллоном кранами (К₁ – К₅). Давление воздуха в баллоне до необходимого можно повысить с помощью компрессора при открытом кране К и закрытых кранах (К₁ – К₅) и К₀. Кран К₀ используется для практически мгновенного выпускания воздуха из баллона.

В установках капилляры соединены параллельно различного сечения (рис. 2). Если при закрытых кранах К и К₀ открыть кран К₁ (при закрытых кранах К₂ – К₅), то воздух из баллона будет вытекать через первый капилляр. Если открыть кран К₂(при закрытых кранах К₁, К₃, К₄ и К₅), то воздух будет вытекать через второй капилляр и т.д.

Рис. 2

Примечание: сечение соединительных трубок много больше сечения капилляра и их сопротивление практически равно нулю, так как сопротивление пропорционально r⁴ (формула Пуазейля (6)).

Выполнение работы

1. Внести в таблицу параметры установки: объем баллона V_б, длину капилляра L, радиусы капилляров и атмосферное давление Р₀.

2. Закрыть краны (К₁–К₅) и К₀. Открыть кран К, включить компрессор. Когда давление в баллоне достигнет 200…250 мм водяного столба, выключить компрессор и закрыть кран К.

3. Выждав 1–2 мин, открыть кран К₁. Когда установится стационарный режим течения воздуха через капилляр и избыточное давление в баллоне снизится до выбранного вами давления h₀ (скажем, 150 мм водяного столба), включить секундомер.

4. Когда давление в баллоне уменьшится в 3–5 раза (станет, скажем, 30 мм водяного столба) выключить секундомер и одновременно закрыть кран К₁. В таблицу записать показания секундомера t,h₀ и h.

Примечание. Во всех последующих опытах начальныеh₀ и конечныеh давления должны быть точно такими же (их разброс будет определять систематическую погрешность опыта).

5. Повторить этот опыт еще дважды и найти среднее значение t₁.

6. Провести аналогичные измерения (п.п. 2–5) для капилляров различного радиуса. Полученные результаты внести в таблицу.

Таблица

№	r, м	t, c	t_ср, c	r⁴, м⁴	h	áhñ	V_б= 0,021 м³ P₀ = Па h₀ = м h = м L = м

7. Определить коэффициент вязкости воздуха для каждого значения радиуса по формуле (13):

и записать в таблицу.

8. Рассчитать среднее значение коэффициента вязкости áhñ и записать в таблицу.

9. Оценить случайную погрешность измерения коэффициента вязкости воздуха (см. формулу (2) на с. 6):

10. Записать ответ в виде , Р = 0,95.

11. Сравнить коэффициент вязкости воздуха с табличным значением. Сделать вывод.

⇐ Предыдущая 12