Обща физика
където з - коефициент вискозитет в зависимост от вида на течност и температура.
На крушка има три сили: (. Виж фигурата) гравитационната сила на топката надолу, вътрешно триене сила и плаващ сила, насочена нагоре. Топката попада бързо в началото, но след това силите за действие са балансирани от много бързо:
тъй като увеличаване на увеличаване на скоростта и силата на триене. Движението става униформа.
Тежестта, където m - маса на топката; г - земно ускорение. Тъй като m = Rv. където г - плътност на топката материал; V - обем, тогава
Силата на подемната сила на закона на Архимед
където - плътност на течността.
По този начин, с формула (2) с изразите (1), (3) и (4) може да бъде пренаписана като
Тази формула се нарича формулата Стоукс, валидно за случаите, когато топката пада в средата удължаване безкрайно във всички посоки. Постигането на това е почти невъзможно, така че трябва да се вземе предвид големината на съда, в който топката попада в лабораторията.
Ако топката попада по цилиндричните оста на R. радиус съд с формула (5) се превръща в
В лабораторни условия R «на R. така както е изчислено да използвате формула (5).
Инсталация за провеждане на експеримента е голям цилиндричен съд с тест течност. Заедно образуващата на цилиндъра, прилагани на всеки 20 см хоризонтални движения.
1. Измерете с диаметър г микроскоп топка.
2. през отвора в капака на устройството в долния ръб течност.
3. Измерете време т хронометър топчета част минава пътеката, на която топка попадащи честота е постоянна.
4. Повторете 1-3 твърди с другите топки.
5. Определяне Т. течност температура, при която измерванията (тя е равна на температурата на околната среда).
6. Резултатите от измерването са направени в таблицата:
7. Заместването на измерени и известните стойности на формула (5), за да се изчисли коефициента вискозитет Hi за всяко зърно и средноквадратичната грешка на измервания
където п - брой на измерванията на течността, п = 10.
За малък брой измервания трябва да се извлече аритметична формула грешка средно Dh и да го изчисли.
1. Какъв е физичния смисъл на коефициента на вискозитет и неговото измерение?
2. Каква е същността на закона на Стокс "?
3. Какви са силите, които действат върху топката, когато тя се движи в течност? Тъй като тези сили зависи от времето?
4. Как да се промени скоростта и ускорението на движението на топката, като функция на времето?
5. корекция поради въвеждането на 2,1 г / R в уравнение (6)?
6. Какви фактори влияят на скоростта на топката?
коефициент определение 14. Работа
повърхностно напрежение
Цел - за определяне на коефициента на повърхностното напрежение на водата при стайна температура, за да расте.
Над свободната повърхност на течността е неговата пара. пара плътност е много пъти по-ниска от плътността на течността. Следователно, молекулата на повърхностния слой е заобиколен от по-малък брой молекули от молекулите в течността. Сили, действащи на молекула от повърхностния слой молекули на течност и пара не са балансирани и получената сила е насочена навътре на течността. За прехвърляне на течност от вътрешността на молекулата на повърхностния слой е необходимо за извършване на работа на тази сила, като по този начин увеличаване на предлагането на потенциалната енергия на молекулите на течност повърхностен слой покритие. Всяка система в равновесие има минимална потенциална енергия. Течността може да намали неговата потенциална енергия се дължи на намаляване на повърхностната площ. Следователно, има сили, които се опитват да намалят повърхността на течността. Тези сили се наричат сили на повърхностното напрежение. Те са насочени тангенциално към повърхността на течността. За увеличаване на повърхността на течността, е необходимо за извършване на работа срещу силите на повърхностното напрежение:
където - коефициент на пропорционалност се нарича повърхностно напрежение.
Коефициент е основен количества характеризиращи течност свойства. Ако = 1, след това от формула (1), а = DA. Коефициент на повърхностното напрежение т. е. се определя от работата необходимо да се увеличи площта на течност за единица. Повърхностното напрежение е в измерение джаула на SI на квадратен метър (J / m2).
С повишаване на температурата, коефициент на напрежение течност повърхност намалява и критична температура, когато няма разлика между течността и парата, а = 0.
Може да бъде показано, че ако силата на взаимодействие между молекули на течността е по-малка от силата на взаимодействието на тези молекули с молекули на веществото, от което е направен съда, повърхността на течността ще бъде вдлъбнат (омокрящи); съотношение на обратната повърхност ще бъде изпъкнала (не омокряне). В резултат на това кривината на повърхността се появява допълнителен натиск Dp. Според формулата на Лаплас
където R 1 и R 2 - радиусът на кривината на две взаимно перпендикулярни напречни сечения на повърхността на течността.
Кривината на повърхността е особено забележими в много тесни тръбички - капиляри. За цилиндрични капиляри формула (2) е под формата
където R - радиус на сферичната повърхност, пълно омокряне или не-омокрящи почти равен на радиуса на капилярата.
Ако стъклен капилярен потопени в съд, съдържащ вода, водната повърхност поради омокрянето в капилярна става вдлъбната възниква допълнителен натиск Dp. което в този случай е отрицателна по отношение на атмосферното, т.е.. е. да бъде насочена нагоре. Следователно, полученият налягането в капилярната тръба ще бъде по-малко, отколкото в по-широк съда и течността в капилярната тръба ще започне да се повишава над нивото му в широк съд. Тъй като течност повишаването ще настъпи хидростатично налягане р R генериран от тази колона и течен низходяща: р г = rgh.
Течността ще се повиши капиляра до хидростатичното налягане, докато течността височина колона з неутрализира допълнителното налягане, причинено от кривината на повърхността: р г = DP. Съответно следователно, знаейки часа. може да бъде определен.
Ако нивото на водата в капиляра за създаване на налягане Dp 1, частичното сравнение с въздух под налягане към вода в широк съд, нивото на водата в намалява капилярни и става равна на нивото на водата в съда. В този случай допълнителното налягане Dp ще бъде равен на 1 въздушен допълнителен натиск Dp. предизвикано от кривината на повърхността.
допълнителен въздух налягане измерено чрез ниво разлика з в течни манометрични племена: Dp 1 = rgh. където г - течност плътност в измервателния уред; г - земно ускорение. Следователно, 2а / R = rgh. Дето
асансьор количество ч на течността в капилярната тръбичка може да се измерва директно, но е неудобно. Хартията се използва за определяне часа лесен монтаж с манометър (вж. Фигура). Капилярата се спуска в стъкло K с тръба вода във връзка с по-широка тръба D и тръба манометър S. D се понижава в съда с вода, монтиран на маса, която може да бъде осигурено във всяка позиция Е. винт повдигане маса, ние компресира въздуха в тръбите в и Г. в капиляра над повърхността на водата създава допълнителен натиск Dp 1, измерена U-образен манометър (М).
За измерване на диаметъра на капилярите, е поставен на позиция и се поставя в предната част на обектива на микроскопа, така че областта на оглед е край на капилярната тръбичка. капилярна изображение канал трябва да се наслагва върху образа на скалата на окуляра. Диаметърът на капилярата се измерва в участъци от мащаба (стойност разделяне посочено) на.
Редът на изпълнение
1. Измерване на диаметъра на микроскопско капиляра.
2. Поставете капилярна запушалка в инсталация тръба и долния край на капиляра потопен 1-2 мм във вода (вода в капилярата е установен над нивото на водата в чашата).
3. Повдигнете таблица Д. понижава нивото на водата в капилярната тръбичка, докато, докато не видите и не влезе в първия въздушен балон.
4. Измерване на разлика з 1 Нивото на течността в манометъра.
5. Повторете изследването 3 пъти.
6. Изчислете допълнителен въздух налягането в капилярата е Н = Н 1 - з. където Н "- излишък от вода в чашата над долния край на капиляра, з '= 1-2 мм.
7. Повторете претенции 1-4 с капилярите на други диаметри.
8. Резултатите от теста са под формата на таблица:
9. Изчислява напрежението на всеки капилярна повърхност с формула (5), и след това се осредняват.
10. Изчислете средната аритметична грешка Da.
11. Резултатите от измерването са представени под формата.
1. Какви са причините за енергията на повърхностния слой на течност?
2. Каква е физическата природа на повърхностното напрежение? Те насочено?
3. Какво е повърхностното напрежение? От което зависи и мерните единици?
4. Какви допълнителни (Лаплас) налягане? От която възникват? Как се изчислява?
5. Защо овлажняващата течност в повишенията на капиляри и пада с не-омокрянето? Какво определя височината на течността покачване на капилярите?
Обработка на резултатите от измерване на физическата работилница. 3
Грешки на преки измервания. 4
Грешки на косвени измервания. 6
Правила за представяне на данните от измерванията. 9
Правила диаграми. 9
Динамика на постъпателно движение. 11
Работа 1. Оценка на точността на преки и косвени измервания. 11
Работа 2. Равностойността гравитационно и инерционно маса. 17
3. Работа Проучване на законите на механиката, използващи Atwood устройство. 22
4. Определяне на работа инерционни моменти паралелепипед метод усукване вибрации 31
Job 5. Определяне на инерционен момент с помощта на махало 35 Oberbeck
Операция 6. Определяне на инерционен момент на твърди частици с помощта на Максуел махало 39
7. Работа Измерване въздушна скорост куршуми използване балистична махало 43
8. Определяне на гравитационното ускорение Работа с универсално махало 48
9. Работа Проучване прецесия жироскоп. 55
Молекулна физика. 60
съотношение 10 работа Определяне на въздуха на специфичната топлина при постоянно налягане на специфична топлина при постоянен обем чрез адиабатно разширение. 60
11. съотношение работа Определяне на въздуха на специфичната топлина при постоянно налягане на специфична топлина при постоянен обем на метод постоянна вълна. 66
12. вискозитет работа Определяне средната свободната дължина на пътека и ефективния диаметър на газовите молекули 71
Job 13. Определяне на вискозитета. 77
Работа 14. Определяне на повърхностното напрежение на течност 81
Препоръчителен библиография. 85
* Съотношение на Поасон - съотношението на въздух специфична топлина сР при постоянно налягане на специфична топлина при постоянен обем, CV.
* Изразени по отношение на разликата хидростатично налягане ниво: р = rgh. където г - течност плътност. Крайната формула за налягането ще бъдат включени в една връзка, така фактор RG може да се пропусне от самото начало.
Поради големия обем на материала се поставя на няколко страници:
1 2 3 4 5 6 7