2015-10-14
1447ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТИ
Отчет по лабораторной работе
по дисциплине «Гидравлика»
Отчет выполнила
студентка гр. АСД-17
() И.В.Пермякова
10.04.2012
Лабораторная работа № 1. «Изучение физических свойств жидкости»
Цель работы: Освоение техники измерения плотности, теплового расширения, вязкости, поверхностного натяжения жидкостей.
Общие сведения
Жидкость - малосжимаемое тело, изменяющее свою форму под действием малых сил. Основные характеристики жидкости – плотность, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость и поверхностное натяжение.
Плотность – отношение массы жидкости к ее объему:
ρ=m/W
Сжимаемость – свойство жидкости уменьшать объем под действием давления. Оценивается коэффициентом сжимаемости, показывающим относительное уменьшение объема жидкости при повышении давления на единицу:
= (∆W/W)/∆p
Тепловое расширение – свойство жидкости изменять объем при нагревании – характеризуется коэффициентом теплового расширения 
, равным относительному приращению объема с изменением температуры на один градус при постоянном давлении:
|
|
|
=(∆W/W)/∆T
Вязкость – свойство жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев. Ее оценивают динамическим коэффициентом вязкости μ, который измеряется в (Па*с) и равен касательному напряжению между соседними слоями, если их относительная скорость перемещения численно совпадает с толщиной слоя. Кинематический коэффициент вязкости v определяют из формулы: v= μ/ ρ и измеряют в (м2/с) или стоксами Ст. Эти коэффициенты определяются видом жидкости, не зависят от скорости течения, уменьшаются с возрастанием температуры.
Поверхностное натяжение – свойство жидкости образовывать поверхностный слой взаимно притягивающихся молекул – характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения δ, равным силе на единицу длины контура свободной поверхности.
1.2. Описание устройства №1
устройство для изучения физически свойств жидкости содержит 5 приборов, выполненных в общем прозрачном корпусе, на котором указаны параметры для обработки опытных данных. Термометр показывает температуру окружающей среды и жидкостей во всех устройствах.
Порядок выполнения работы:
1.3.1. Определение коэффициента теплового расширения жидкости
Термометр имеет стеклянный баллон с капилляром, заполненным термометрической жидкостью, и шкалу. Принцип его действия основан на тепловом расширении жидкостей. Варьирование температуры окружающей среды приводит к соответствующему изменению объема термометрической жидкости ее уровня в капилляре. Уровень показывает на шкале значение температуры.
|
|
|
Устройство №1:
1.термометр; 2.ареометр; 3.вискозиметр Стокса; 4.капиллярный вискозиметр; 5.сталагмометр.
Коэффициент теплового расширения термометрической жидкости определяется в следующем порядке на основе эксперимента, т.е. предполагается, что температура окружающей среды повысилась от нижнего (нулевого/ верхнего предельных значений термометра и уровень жидкости в капилляре возрос на величину l).
Таблица 1.
| Вид жидкости | r, см | W, см3 | ∆T, °С | l, см | ∆W, см3 | , °С-1
| *, °С-1
|
| Спирт | 0.1 | 0.02451 | 5.3 | 0.002 | 0.0034 | 1.1*10-3 |
∆W= πr2l
= (∆W/W)/∆T
Таблица 2.
| Вид жидкости | m, г | d, см | h, см | ρ, г/см3 | ρ*, г/см3 |
| Вода | 5.71 | 1.1 | 6.5 | 0.93 |
ρ=4m/(πd2h)
PA= ρgW
W= (πd2h)/4
Таблица 3.
| Вид жидкости | ρ, кг/м3 | t, с | l, м | d,м | D, м | ρш, кг/м3 | V, м2/с | V*, м2/с |
| М-10 | 13.58 | 0.07 | 0.008 | 0.02 | 11,18 | 0.004 | 800*10-6 |
Таблица 4.
| Вид жидкости | К, м/с2 | ρ, кг/м3 | n | δ, Н/м | δ*, Н/м |
| М-10 | 6.67*10-3 | 26.1*10-3 | 25*10-3 |
Выводы:
1).В данной лабораторной работе с помощью портативной гидротехнической лаборатории «Капелька» (устройство №1) получены значения коэффициентов температурного расширения, плотности, вязкости, силы поверхностного натяжения различного вида жидкостей.
2).Опытные и расчетные результаты совпадают приближенно, необходима статистика опытов.
