Oro klampumo koeficiento ir molekulių vidutinio laisvojo lėkio nustatymas

Oro klampumo koeficiento ir molekulių vidutinio laisvojo lėkio nustatymas

Tikslas: išmatuoti oro klampumo koeficientą ir molekulių vidutinį laisvąjį lėkį.

Priemonės: sekundometras (±0,01s), manometras (±0,5mm), cenzūra ir prietaisas oro klampumo koeficientui matuoti (1 pav.).

Jis sudarytas iš indų 1 ir 2, sujungtų kapiliaru 3, kurio ilgis d (±1mm), ir spindulys r (±0,01mm). Indas 1 sujungtas su vandens pripildytu indu 4. Indas 2 sujungtas su indu 5, užpildytu drėgmę sugeriančia medžiaga. Slėgių skirtumą kapiliaro galuose matuoja manometras 6. Klampa pasireiškia, kai indą 1, kuriame slėgis mažesnis dėl ištekančio iš indo 4 vandens. Ištekėjusio vandens tūris matuojamas cenzūra 7.

Pagrindinės formulės:

Dujų ar skysčių sluoksniai, veikia vienas kitą klampos arba vidinės trinties jėga:

; - dinaminis klampumo koeficientas

Esant kapiliarinio vamzdelio ; išmatuoti vamzdžio galuose slėgių skirtumą:

- manometro skysčio tankis; - manometro skysčio stulpelių aukščių skirtumas; g – laisvojo kritimo pagreitis.

;

- klampumo koeficientas yra susiejamas su dujų tankiu: ;

Molekulių vidutiniu šiluminio judėjimo greičių: ;

ir molekulių vidutiniu laisvuoju lėkiu: ;

išmatavę , atmosferos slėgį p ir temperatūrą T, oro molinė masė , įvertiname vidutinį oro molekulių laisvąjį lėkį: ;

Bandymo eiga:

Paruošiame matavimų įrenginį. Laukiam kol nusistovės manometro parodymai. Nusistovėjus slėgių skirtumui vamzdelio galuose, po ištenkančio vandens čiaupu pastatome cenzūrą skysčio tūriui V matuoti. Po 1-3 minučių čiaupą užsukame ir užrašome tūrio V, laiko t ir manometro stulpelių aukščių skirtumo didumus ir užrašome į 1 lentele (pakartojame užduotį 2 kartus).

Pagal formulę apskaičiuojame klampumo koeficientą . Įvertiname klampumo koeficiento vidutinį didumą, rezultatus užrašome į 1 lentele (kapiliaro duomenys d ir r pateikiami prie įrenginio).

Termometru ir barometru išmatuojame aplinkos temperatūrą T ir slėgį p.

Pagal formulę  apskaičiuojame molekulių vidutinį laisvąjį lėkį .

; ;

1 L. ( vandens masė ir turis, klampumo koeficientas jo vidurkis ir molekulių vidutinis laisvasis lėkis )

;

;

;

; ;

;

Išvados:

Iš apskaičiavimu gauname, kad oro vidutinis klampumo koeficientas , molekulių vidutinis laisvasis lėkis.

Literatūros sąrašas:

1. N. Astrauskienė ir kt. – Fizikos laboratoriniai darbai (Vilnius „Technika“ 1996)