fizica generala
unde h - coeficient de vâscozitate în funcție de tipul de lichid și de temperatură.
Pe bec există trei forțe: (. Vezi figura) forța de gravitație mingea în jos, forță de frecare internă și forța dinamică îndreptată în sus. Mingea cade rapid la început, dar apoi forțele care acționează sunt echilibrate de foarte repede:
deoarece o creștere a crește viteza și forța de frecare. Mișcarea devine uniformă.
Gravity, unde m - masa mingii; g - accelerația gravitațională. Deoarece m = rV. în care r - densitatea materialului bilei; V - volumul său, atunci
Forța flotabilitate a legii lui Arhimede
unde - densitatea lichidului.
Astfel, formula (2) cu expresiile (1), (3) și (4) poate fi rescrisă ca
Această formulă se numește formula Stokes, valabil pentru cazul în care mingea cade în mediu se extinde la infinit în toate direcțiile. Realizarea acest lucru este aproape imposibil, deci va trebui să ia în considerare dimensiunea navei în care mingea cade în laborator.
Dacă mingea cade de-a lungul axei cilindrice ale R. raza vasului Formula (5) se transformă într-
In conditii de laborator r «R. astfel calculat poate folosi formula (5).
Instalație pentru efectuarea experimentului este un vas cilindric mare cu lichidul de testat. De-a lungul generatoarei cilindrului la fiecare 20 cm linii orizontale aplicate.
1. Măsurați cu un microscop minge diametru d.
2. Prin orificiul din capacul dispozitivului în talonului lichid inferior.
3. Măsurați calea care trece timpul t cronometru pe o porțiune bordurată care rata care se încadrează mingea este constantă.
4. Repetați revendicările 1-3 cu celelalte bile.
5. Se determină T. Temperatura fluidului la care măsurătorile (este egală cu temperatura mediului ambiant).
6. Rezultatele măsurătorilor sunt realizate într-un tabel:
7. Substituirea măsurate și valorile cunoscute în formula (5) pentru a calcula hi coeficient de vâscozitate pentru fiecare perlă și eroarea pătratică medie a măsurătorilor
unde n - numărul de măsurări ale lichidului, n = 10.
Pentru un număr mic de măsurători ar trebui să obțină o formulă aritmetică medie de eroare Dh și calculează-l.
1. Care este semnificația fizică a coeficientului de viscozitate și de dimensiunea acesteia?
2. Care este esența legii lui Stokes?
3. Care sunt forțele care acționează pe minge atunci când se mișcă într-un lichid? Pe măsură ce aceste forțe depind de timp?
4. Cum se schimbă viteza și accelerația mișcării mingii în funcție de timp?
5. Corecția datorită introducerii de 2,1 r / R în ecuația (6)?
6. Care sunt factorii care influențează viteza de minge?
14. Iov Coeficient definiție
tensiune superficială
Obiectiv - pentru determinarea coeficientului de tensiune superficială de apă la temperatura camerei pentru creștere.
Deasupra suprafața liberă a lichidului este vaporii săi. Densitatea de vapori este de multe ori mai mică decât densitatea lichidului. Prin urmare, molecula stratului de suprafață este înconjurată de un număr mai mic de molecule decât moleculele în lichid. Forțele care acționează asupra unei molecule din moleculele strat de suprafață de lichid și vaporii nu sunt echilibrate, iar forța rezultantă este îndreptată spre interior a lichidului. Pentru a transfera un lichid din interiorul moleculei la stratul de suprafață este necesară pentru a realiza un lucru împotriva acestei forțe, crescând astfel furnizarea energiei potențiale a moleculelor de lichid de suprafață de acoperire în strat. Orice sistem în echilibru are o energie potențială minimă. Lichidul poate reduce energia sa potențială datorită reducerii suprafeței. În consecință, există forțe care încearcă să reducă suprafața lichidului. Aceste forțe sunt numite forțe de tensiune superficială. Ele sunt direcționate tangențial la suprafața lichidului. Pentru a mări suprafața lichidului, este necesar să se efectueze munci împotriva forțelor de tensiune de suprafață:
în cazul în care un - coeficient de proporționalitate se numește tensiune superficială.
Coeficientul A este o cantitate majore ce caracterizează proprietățile fluidelor. Dacă = 1, atunci rezultă din formula (1), a = DA. t. e. Coeficientul de tensiune superficială este determinată de munca necesară pentru a mări suprafața de lichid pe unitate. Tensiunea superficială este în jouli dimensiune SI pe metru pătrat (J / m2).
Cu creșterea temperaturii, suprafața lichidului scade coeficientul de tensiune, și o temperatură critică, atunci când nici o distincție între lichid și vaporii săi, a = 0.
Se poate demonstra că, dacă forța de interacțiune dintre moleculele lichidului este mai mică decât forța de interacțiune a acestor molecule cu molecule ale substanței din care este făcută nava, suprafața lichidului va fi concavă (umezire); raportul suprafeței inverse va fi convex (non-umezire). Ca rezultat, curbura suprafeței apare o presiune suplimentară Dp. Conform formulei lui Laplace
în care R1 și R2 - razele de curbură a două perpendiculare între secțiunile transversale ale suprafeței lichidului.
Curbura suprafeței este deosebit de evidentă în tuburi foarte înguste - capilare. Pentru formula capilare cilindrice (2) ia forma
unde R - raza suprafeței sferice, umezirea completă sau neumectare aproape egală cu raza capilarului.
Dacă capilară din sticlă înmuiată într-un vas care conține apă, suprafața apei, datorită umezirii într-un tub capilar devine concavă apar presiune suplimentară Dp. care în acest caz este relativ negativă la cea atmosferică, adică. e. vor fi îndreptate în sus. Prin urmare, presiunea rezultată în tubul capilar va fi mai mică decât în vas mai larg și lichidul din tubul capilar va începe să se ridice deasupra nivelului său într-un vas larg. Deoarece creșterea lichidului se va produce hidrostatica presiunii p r generat de această coloană, iar lichidul descendent: p g = RGH.
Lichidul se va ridica în capilar până când presiunea hidrostatică până când lichidul înălțimea coloanei h contrabalansează presiunea suplimentară cauzată de curbura suprafeței: p g = Dp. Prin urmare, în consecință, cunoașterea h. poate fi determinat.
Dacă nivelul apei în capilar pentru a crea presiune Dp 1, incremental comparativ cu aerul sub presiune la apă peste un vas larg, nivelul apei scade capilare și devine egală cu nivelul apei din vas. În acest caz, presiunea suplimentară Dp va fi egală cu 1 aer presiune suplimentară Dp. cauzată de curbura suprafeței.
Presiunea aerului suplimentar măsurată prin diferența de nivel h, în triburi manometrice lichide: Dp 1 = RGH. în care r - densitatea lichidului în gabaritul; g - accelerația gravitațională. În consecință, 2a / R = RGH. de unde
Suma de ridicare h de lichid în capilar poate fi măsurată direct, dar este incomod. Hârtia este utilizată pentru a determina h instalare simplă cu un manometru (vezi. Figura). Capilarul este coborât în K sticlă cu tub de apă în comunicare cu un tub D mai larg și un tub manometru S. D este coborât în vasul cu apă, montat pe o masă care poate fi fixat în orice poziție E. șurub de masă de ridicare, se comprimă aerul în tuburi B și D. în capilar deasupra suprafeței apei creează o presiune suplimentară Dp 1, măsurat manometru în formă de U (M).
Pentru a măsura diametrul tubului capilar, este fixat pe un stativ și plasat în fața lentilei microscopului, astfel încât câmpul vizual era sfârșitul tubului capilar. imaginea unui canal capilar trebuie să fie suprapus pe imaginea scalei ocularului. Diametrul capilar este măsurat în diviziunile scalei (valoarea diviziunii specificată).
Ordinea de performanță
1. Se măsoară diametrul capilar microscopic.
2. Introduceți dop capilar în instalația tubului și capătul inferior al tubului capilar cufundat 1-2 mm în apă (apă în tubul capilar este stabilit deasupra nivelului apei în paharul de laborator).
3. Ridicați tabelul E. coborât nivelul apei în capilar până până când vedeți și nu vin de pe prima bula de aer.
4. Se măsoară diferența h 1 Nivelul lichidului din manometru.
5. Se repetă testul de 3 ori.
6. Se calculează presiunea aerului suplimentar în capilar este h = h 1 - h“. unde h „- excesul de apă în paharul de laborator deasupra capătului inferior al tubului capilar, h“ = 1-2 mm.
7. Se repetă revendicările 1-4 cu capilare cu diametre.
8. Rezultatele testului iau forma unui tabel:
9. Se calculează tensiunea capilară fiecare suprafață cu o formula (5), și apoi se face media.
10. Se calculează media aritmetică eroare Da.
11. Rezultatele măsurătorilor sunt reprezentate în formă.
1. Care sunt cauzele energia stratului de suprafață de lichid?
2. Care este natura fizică a tensiunii de suprafață? Ei au îndreptat?
3. Care este tensiunea de suprafață? Din care aceasta depinde, și unitățile de măsură?
4. (Laplace) Ce presiune suplimentară? Din care apare? Cum se calculează?
5. De ce este lichidul de umectare în capilare crește și scade cu non-umezirea? Ceea ce determină înălțimea de creștere a lichidului în capilare?
Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor în atelierul fizic. 3
Erori de măsurători directe. 4
Erori de măsurători indirecte. 6
Reguli pentru prezentarea datelor de măsurare. 9
Reguli grafice. 9
Dinamica mișcării de translație. 11
De lucru 1. Evaluarea preciziei măsurătorilor directe și indirecte. 11
Lucrul 2. Echivalenta masa gravitațională și inerțială. 17
3. Studiul de lucru a legilor mecanicii cu ajutorul aparatului Atwood. 22
4. Iov momente Definiție inerție metoda paralelipipedica torsional de vibrații 31
Iov 5. Determinarea momentului de inerție prin intermediul pendulului 35 Oberbeck
Funcționarea 6. Determinarea momentului de inerție solidelor folosind Maxwell pendulului 39
7. Lucrări de măsurare a vitezei aerului, folosind gloanțe pendul balistic 43
De lucru 8. Determinarea accelerației gravitaționale cu un pendul universal 48
9. Munca Studiind precesie unui giroscop. 55
Fizica moleculara. 60
raport Definiție aer 10. Iov căldura specifică la presiune constantă la căldura specifică la volum constant prin expansiunea adiabatică. 60
raport Definiție aer 11. Iov căldura specifică la presiune constantă la căldura specifică la volum constant al unei metode de undă staționară. 66
12. Lucrare Definiție vâscozitate medie lungimea căii libere și diametrul efectiv al moleculelor de gaz 71
Iov 13. Determinarea viscozității. 77
Iov 14. Determinarea tensiunii superficiale a lichidului 81
bibliografie recomandabile. 85
* Raportul Poisson - raportul dintre aer specific Cp căldură la presiune constantă la căldura specifică la volum constant, CV.
* Exprimate în ceea ce privește nivelul presiunii hidrostatice diferență: p = RGH. în care r - lichid de densitate. Formula finală pentru presiunea va fi inclusă într-o relație, astfel încât factorul rg poate fi omis din start.
Datorită volumului mare de material este plasat pe mai multe pagini:
1 2 3 4 5 6 7