Описание устройства № 1

Общие сведения

РАБОТА 1. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТИ

Цель работы. Освоение техники измерения плотности, теплового расширения, вязкости и поверхностного натяжения жидкостей.

Жидкостью называют малосжимаемое тело, изменяющее свою форму под действием весьма малых сил. Основные характеристики жидкости - плотность, сжимаемость, тепловое расширение, вязкость и поверхностное натяжение.

Плотность - отношение массы m жидкости к её объему W: r = m/W.

Сжимаемость - свойство жидкости уменьшать объем под действием давления. Она оценивается коэффициентом сжимаемости b_Р, показывающим относительное уменьшение объема жидкости W при повышении давления р на единицу: b_Р = (DW/W) / Dр.

Тепловое расширение - свойство жидкости изменять объем при нагревании - характеризуется коэффициентом теплового расширения b_Т, равным относительному приращению объема W с изменением температуры Т на один градус при постоянном давлении: b_Т = (DW/W) / DT. Как правило, при нагревании объем жидкости увеличивается.

Вязкость - свойство жидкости сопротивляться относительному скольжению ее слоев. Ее оценивают динамическим коэффициентом вязкости m, который измеряется в паскаль-секундах (Па×с) и равен касательному напряжению между соседними слоями, если их относительная скорость перемещения численно совпадает с толщиной слоя. Кинематический коэффициент вязкости n определяют из формулы n = m / r и измеряют квадратными метрами на секунду (м²/с) или стоксами (1 Ст = 1 см²/с). Эти коэффициенты определяются видом жидкости, не зависят от скорости течения, существенно уменьшаются с возрастанием температуры.

Поверхностное натяжение – свойство жидкости образовывать поверхностный слой взаимно притягивающихся
молекул - характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения s, равным силе на единице длины контура свободной поверхности. Значения r, b_Р, b_Т, n и s при 20 ^оС указаны в табл.1.1.

Таблица 1.1

Жидкость	r, кг/м^3	bР×10^3, МПа^-1	bТ×10^3, ^ОС^-1	n×10^6, м^2/с	s×10^3, Н/м
Вода пресная		0,49	0,15	1,01
Спирт этиловый		0,78	1,10	1,52
Масло:
моторное М-10		0,60	0,64
индустриальное 20		0,72	0,73
трансформаторное		0,60	0,70
АМГ - 10		0,76	0,83

Устройство для изучения физических свойств жидкости содержит 5 приборов, выполненных в общем прозрачном корпусе (рис. 1.1), на котором указаны параметры для обработки опытных данных. Приборы 3-5 начинают действовать при перевертывании устройства № 1. Термометр 1 показывает температуру окружающей среды и, следовательно, температуру жидкостей во всех устройствах.

Рис. 1.1. Схема устройства №1:

1 - термометр; 2 - ареометр; 3 - вискозиметр Стокса;

4 - капиллярный вискозиметр; 5 - сталагмометр

Дата добавления: 2014-10-31