3.5. Определение вязкости жидкости капиллярным сталагмометром

Сталагмометр 5 служит для определения поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель. Он содержит емкость с капилляром, расширенным на конце для накопления жидкости в виде капли. Сила поверхностного натяжения в момент отрыва капли равна ее весу (силе тяжести) и поэтому определяется по плотности жидкости и числу капель, полученному при опорожнении емкости с заданным объемом.

В ходе работы выполнить следующие операции:

1) перевернуть стенд и подсчитать число капель, полученных в сталагмометре 5 из объема высотой S между двумя метками. Опыт повторить три раза и вычислить среднее арифметическое значение числа капель n;

2) найти опытное значение коэффициента поверхностного натяжения масла М8-В

σ = Кρ/n,

где К = 6,1∙10^-3, м³/с (постоянная сталагмометра) и сравнить его с табличным значением (см. табл.1).

Лабораторная работа №2 определение гидростатического давления с помощью прямых пьезометров

1. Цель работы

Научиться определять абсолютное и избыточное давление с помощью прямых пьезометров и барометра.

2. Теоретические основы работы

Силы давления относятся к поверхностным силам, которые характеризуются напряжением.

Напряжение — это сила, действующая на единицу поверхности. Поскольку в покоящейся жидкости не происходит относительного перемещения слоев, следовательно, в ней отсутствуют касательные напряжения.

Нормальные напряжения в покоящейся жидкости называются гидростатическим давлением.

Свойства гидростатического давления:

– давление всегда направлено по нормали к поверхности, на которую оно действует;

– давление всегда стремится сжать выделенный объём;

– давление в данной точке жидкости или газа со всех сторон одинаково;

– давление в любом горизонтальном слое покоящейся жидкости постоянно, т. е. величина гидростатического давления изменяется только по вертикали (при переходе от слоя к слою).

Абсолютное давление в покоящейся жидкости (или газе) на глубине h определяется основным уравнением гидростатики:

, Па (1)

где р₀ — давление, приложенное к жидкости (например, атмосферное);

р_и = gh — избыточное давление, обусловленное весом вышележащих слоев жидкости;

ρ — плотность жидкости, кг/м³;

g — ускорение свободного падения, м/с².

Пьезометры и манометры — простейшие приборы для измерения избыточного давления.

Пьезометр представляет собой вертикальную стеклянную трубку, верхний конец которой открыт в атмосферу, а нижний присоединен к емкости с измеряемым давлением (рис. 4).

Рис. 4. Измерение избыточного давления с помощью пьезометра ?

3. Экспериментальное определение абсолютного давления

Лабораторная работа выполняется на гидравлическом стенде №1, показанном на рис. 1.

Последовательность действий:

1) заполните напорный резервуар водой, включив насос тумблером 7. Кран 8 должен быть закрыт;

2) определите атмосферное давление по показаниям барометра: р_а, мм рт. ст.;

3) определите атмосферное давление в Па

;

4) определите показания прямых пьезометров h_p в пяти точках покоящейся жидкости, находящихся на разной высоте, показания занесите в табл. 2;

5) вычислите абсолютное давление по формуле (1), результаты занесите в табл. 2;

6) сделайте выводы по результатам эксперимента.

№	hp, см	р, Па

Таблица 2

Результаты эксперимента