Fizica moleculară și termodinamica

1. Ce este aerul umed?

2. Legea lui Dalton privind aerul umed.

3. Ce se numește umiditate absolută?

5. Care este umiditatea relativă a aerului?

6. Care este punctul de rouă?

7. Cum pot obține o condiție de aer umed, care corespunde punctului de rouă?

8. Ce cauzează răcirea aerului sub punctul de condensare?

9. Ce este entalpia?

LUCRAREA LABORATORULUI № 2-03

DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE VIZCOSITATE LICHIDĂ

Scopul lucrării. Studiul proprietăților unui lichid vâscos și familiarizare cu metoda Stokes determinare experimentală a coeficientului de viscozitate de glicerol.

Aparate și accesorii. cilindru de sticlă cu glicerină, bila cu diametru mic, micrometru, cronometru, pensete, riglă.

Fricțiunea internă (viscozitatea) este fenomenul apariției forțelor care împiedică mișcarea relativă a straturilor de lichid sau gaz. Un fluid cu frecare internă se numește viscoză.

Legea fundamentală a fluxului vâscos a fost stabilită de Newton:

unde forța de frecare internă F este forța tangențială (tangențială) îndreptată de-a lungul straturilor de contact și determinând deplasarea straturilor lichidului (gazului) unul față de celălalt; S - zona de contact a straturilor în mișcare; - un gradient de viteză egal cu variația vitezei straturilor pe unitatea de lungime dx într-o direcție perpendiculară pe direcția de mișcare a straturilor (caracterizează viteza de schimbare a vitezei de la strat la strat) (Fig.

Fig. 1. Distribuția vitezelor straturilor

de-a lungul secțiunii tubului încet

care curge fluid vâscos

Fig. 2. Forțele care acționează asupra incidentului

într-un margele lichid

R | Cantitatea se numește coeficientul de frecare internă sau un coeficient dinamic de vâscozitate și impedanța caracteristică fluid (gaz) compensate de straturile sale. Coeficientul de vâscozitate η este o cantitate fizică egală cu forța de frecare internă care acționează pe o suprafață unitară a straturilor adiacente la un gradient de viteză de unitate:

În sistemul SI, unitatea de măsură a coeficientului de vâscozitate [η] = Pa · s.

Cantitatea φ = se numește fluiditate.

Fricțiunea internă este unul dintre fenomenele de transport. Fenomenele de transport constau în apariția unui transfer direcționat al unei cantități fizice: masă (difuzie), energie internă (conductivitate termică) sau impuls (frecare internă) în prezența neomogenităților spațiale ale acestei cantități în sistem. Transferul cantității fizice are loc în direcția opusă gradientului său, care apropie sistemul de o stare de echilibru (pentru care valorile medii ale tuturor cantităților care caracterizează starea sunt independente de timp).

frecare internă în lichide și gaze ca urmare a transferului de impuls al moleculelor asupra mișcării termice a unui strat care se deplasează cu o viteză mai mare în stratul se deplasează cu o viteză mai mică rezultând în strat mai lent și mai rapid în mișcare accelera strat mai lent în mișcare. Valorile coeficientului de vâscozitate a lichidelor cu câteva ordine de mărime mai mare decât pentru gazele din cauza forțelor mult mai mari de interacțiune între moleculele lichidului în comparație cu gaz. Coeficientul de vâscozitate al lichidelor depinde de tipul de lichid și scade odată cu creșterea temperaturii și creșterea presiunii. Coeficientul de vâscozitate al gazelor crește proporțional cu creșterea temperaturii și nu depinde de presiune.

Coeficientul de vâscozitate poate fi determinat prin metoda mingii incident într-un mediu vâscos - metoda Stokes. Luați în considerare căderea unei mingi într-un fluid vâscos în repaus. Pe o minge de masă m și o rază r. care coboară cu viteză într-un fluid cu vâscozitate , trei forțe acționează: gravitație, forță de flotabilitate, forță de tracțiune (figura 2).

Gravitatea este egală cu, (3)

unde ρm este densitatea mingii; V este volumul mingii; r este raza mingii; g este accelerația datorată gravitației.

Forța de eliminare este determinată de legea lui Arhimede: un corp scufundat într-un fluid (gaz), acționează asupra părții fluidului (gaz) forță dinamică egală cu greutatea corpului fluid deplasat (gaz) îndreptat vertical în sus și atașat la centrul de greutate al volumului deplasat:

, (4) unde m m este masa fluidului deplasat de minge; p este densitatea lichidului.

Rezistența la mișcare cauzată de forțele de frecare interioară între straturile de fluid depinde de viteza de mișcare a corpului, de dimensiunea și de forma sa. După cum a stabilit Stokes, pentru corpurile cu formă sferică care se mișcă la viteză mică, modulul rezistenței fluide Fc este proporțional cu viteza de mișcare υ. raza mingii r și vâscozitatea lichidului :

Subliniem aici că joacă un rol nu șirag de mărgele pe frecare de fluid, iar frecarea straturilor de fluid separate, unul împotriva celuilalt, deoarece contactul solidelor cu un lichid la suprafață odată ce moleculele de lichid să adere. Corpul este învelit de straturi de lichid și este legat de ele prin forțe moleculare. Stratul de lichid imediat adiacent corpului se deplasează împreună cu corpul la viteza de mișcare a corpului. Acest strat continuă în mișcarea sa adiacente straturi de lichid, care pentru o anumită perioadă de timp intră într-o mișcare netedă.

Formula Stokes este aplicabilă și cazului de scădere a picăturilor de ploaie în atmosferă.

Ecuația dinamicii pentru o minge care se mișcă într-un lichid are forma

Deoarece forța F și FA sunt constante, iar FC putere crește cu viteza de mișcare a balonului, atunci un anumit timp, aceste forțe se anulează reciproc, adică rezultanta tuturor forțelor este egal cu zero: .. P-FA-FC = 0, și prin urmare, de acum încolo mingea se va deplasa uniform. atunci

pentru că viteza mișcării uniforme a mingii în lichid este determinată de formula, unde t este timpul pentru care mingea a trecut distanța l. iar raza mingii r este egală cu jumătate din diametrul lui D, obținem expresia finală pentru coeficientul de vâscozitate al lichidului

Direcții de lucru. Valorile densității lichidului și a materialului mingii sunt indicate pe dispozitiv.
Întrebări de test

1. Ce fluid se numește viscoză?

2. Definirea forței de frecare internă.

3. Definiți coeficientul de vâscozitate și unitatea sa de măsură în SI.

4. Care este gradientul de viteză și ce semnificație fizică are?

5. Care sunt fenomenele de transfer?

6. Care este mecanismul molecular al frecarii interne?

7. Cum depinde vâscozitatea lichidelor și gazelor de temperatură și presiune?

8. Care este esența metodei Stokes?

9. Ce forțe acționează asupra unei bile care se încadrează într-un lichid? Arătați-le pe desen.

10. Descrieți mișcarea mingii în lichid. Când mișcarea mingii devine egală cu

11. Să formuleze legea lui Arhimede.

12. Scrieți Legea Stokes în formă vectorică. Când se efectuează?

13. Se deduce formula pentru coeficientul de vâscozitate al lichidului prin metoda Stokes.

LUCRAREA LABORATORULUI № 2-04

Arta similara:

Mecanică, fizică moleculară și termodinamică

Ghid de studiu >> Fizica

cu viteza. Interrelația dintre masă și energie. Fizica și termodinamica moleculară 1. Proprietățile fizico-chimice ale solidelor și solvenților. FUNDAMENTE ȘI MOLEKULYARNOYFIZIKI TERMODINAMIKIMolekulyarnayafizika și Termodinamică - Fizică Forum. în.

Mecanica fizicii moleculare și termodinamică

MECANICĂ, FIZICĂ MOLECULARĂ ȘI TERMODINAMICĂ Note de curs pentru un semestru al cursului "Fizica" I. MECANICĂ. Dm × c2. II. BAZELE FIZICII MOLECULARE ȘI A TERMODINAMICELORFizica moleculară și termodinamica sunt ramurile fizicii. în care sunt studiate cele macroscopice.

Molecular physics. Fenomene termice

Bazele termodinamicii. Molecular physics

Teste de lucru >> Fizica

Bazele termodinamiciiFizica moleculară și termodinamica se referă la fenomene. metode: - statistic (molecular-cinetic), atunci când proprietățile sunt macroscopice. volumul sistemului. Lucrarea în termodinamică este determinată de raportul dintre creșterea volumului sistemului.

Modificări modulare pentru prima parte a cursului fizicii

și discipline speciale. Cunoașterea aprofundată a fizicii este necesară pentru studenții specializați în inginerie și pedagogie. cinematica și dinamica mișcărilor de translație și rotație, fizică moleculară și termodinamică. 30 secțiuni sunt furnizate pentru fiecare secțiune.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Fizica moleculară și termodinamica - o carte, pagina 6