Изучение основных физических свойств жидкостей и газов

[pic 1]

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ДВФУ

Лабораторная работа №1

«Изучение основных физических свойств жидкостей и газов»

Работу выполнил студент

гр. Б3120-21.03.01 эоотх(1)          

Нестеров И.А.

Проверил: к.т.н., доцент;

Зверева В.А.

Оценка___________________
«___»  ______________ 2022 г.

г. Владивосток

2022

Цель работы: ознакомиться с методикой измерения плотности жидкости, коэффициента температурного расширения, коэффициента поверхностного натяжения и вязкости жидкости.

Основные теоретические положения 

Жидкость – физическое тело, обладающее большой подвижностью частиц и изменяющее свою форму под действием весьма малых сил. Основные физические свойства жидкости – плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость и поверхностное натяжение. Плотность жидкости – это отношение массы жидкости к занимаемому объёму:

[pic 2]

Плотность жидкости зависит от температуры и давления ρ=ƒ(T°; р). С увеличением температуры плотность жидкости уменьшается. С увеличением давления – увеличивается. Плотность жидкости можно определить с помощью специального прибора ареометра.

Сжимаемость жидкости – это способность жидкости изменять свой объем при изменении действующего на нее давления. Эта способность жидкости оценивается коэффициентом объемного сжатия βр, показывающим относительное изменение объема жидкости, приходящегося на единицу изменения давления р:

[pic 3]

где Wн – начальный объем жидкости; ΔW=Wн–Wк – разность начального объема Wн и конечного Wк; Δр = рн – рк – разность начального давления в жидкости и конечного.

Величина, обратная коэффициенту объемного сжатия βр – модуль упругости жидкости Е:

[pic 4]

Температурное (тепловое) расширение – это способность жидкости изменять свой объём при изменении температуры. Коэффициент температурного расширения представляет собой относительное изменение объёма жидкости при изменении температуры на один градус:

[pic 5]

Поверхностное натяжение – свойство жидкости образовывать поверхностный слой взаимно притягивающихся молекул. Это свойство характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения σ. численно равным силе, действующей на единицу длины контура поверхности в сторону её сокращения. В системе СИ коэффициент измеряется в  Определяется коэффициент поверхностного натяжения прибором сталагмометр. [pic 6]

Вязкость – это свойство жидкости, препятствующее сдвигу или скольжению слоёв этой жидкости.

Между соседними слоями жидкости, движущимися с различной скоростью, возникают силы внутреннего трения:

[pic 7]

где  – динамический коэффициент вязкости жидкости;[pic 8]

 – площадь соприкасающихся слоёв жидкости;[pic 9]

 – расстояние между центрами соседних слоёв;[pic 10]

 – приращение скорости движения слоёв в направлении нормали n (градиента скорости).[pic 11]

Единицы измерения динамической вязкости в СИ являются .[pic 12]

Для оценки вязких свойств жидкости используют коэффициент кинематической вязкости жидкости , представляющий собой отношение динамической вязкости жидкости  к её плотности :[pic 13][pic 14][pic 15]

[pic 16]

С увеличением температуры вязкость капельных жидкостей уменьшается, а газообразных увеличивается.

С увеличением давления вязкость жидкости возрастает, однако это изменение происходит только при значительных изменениях давления в несколько десятков Мпа.

Для измерения вязкости используют прибор вискозиметр.