|
Asbob va materiallar: Stoks qurilmasi, sekundomer, tekshiriluvchi suyuqlik, radiusi 5 – 10 mm – li shisha va po’lat sharchalar, mikrometr.
Ishning maqsadi: Suyuqliklarda ichki ishqalanish kuchlarining hususiyatlari, ichki ishqalanish koeffisienti va uning o’lchov birliklari, o’lchash usullari hamda Stoks metodi bilan suyuqlikning yopishqoqlik koeffisientini tajribada aniqlashdan iborat.
NAZARIY QISM
Agar truba bo’ylab gaz yoki suyuqlik oqayotgan bo’lsa, uning turli qatlamlarining tezliklari 1- rasmda ko’rsatilganidek taqsimlanadi, bunda strelkalar gaz yoki suyuqlikning tezligi vektorlarini bildiradi. Eng katta tezlik trubaning markaziy qismida hosil bo’ladi, truba devorlariga yaqinlashgan sari tezlik kamayib boradi, trubaning devorlariga bevosita tegib turgan qatlam esa harakatlanmay tinch turadi (2-rasm). Bunday oqishda impulьs gaz yoki suyuqlikning, tezligi eng katta bo’lgan markaziy qatlamdan kichik tezliklar bilan harakatlanayotgan qatlam oqimlariga beriladi. Bu process harakat miqdorining o’zgarishi bilan bog’liq bo’lganligi sababli gaz yoki o’zini huddi unga biror kuch (ichki ishqalanish kuchi) ta’sir qilayotgandek bo’ladi. 1 – rasmda yuz bergan process shematik ravishda 2-rasmda tasvirlangan. Bunda gaz yoki suyuqlik harakati tezligi H uqi bo’ylab, tezlik yo’nalishi esa H o’qiga perpendikulyar yo’nalgandir. Tajribaning ko’rsatishicha, H o’qqa perpendikulyar 1sm2 yuzadan 1sek davomida olib o’tilgan harakat miqdori quyidagicha aniqlanadi.
(1)
Bu erda tezlikning H o’qi bo’ylab gradienti bo’lib tezlikning uzunlik birligida o’zgarishini bildiradi. (-) - impulьsning tezligi kamayotgan yo’nalishda ko’chishini bildiradi. - gaz yoki suyuqlikning yopishqoqlik koeffisientini yoki ichki ishqalanish koeffisientini bildiradi, uning fizik ma’nosi shundan iboratki, son jihatdan u tezlik gradienti 1 ga teng bo’lganda 1 sm2 yuzadan 1 sek davomida shu yuzaga perpendikulyar ravishda ko’chib o’tgan harakat miqdoriga teng. U SGS sistemasida 1 puaz=1 g/sms va SI sistemasida 1 kg/m. s. larda o’lchanadi. Gaz yoki suyuqlik qatlamlari turli tezliklar bilan harakatlanayotganda qatlamlar orasidagi ishqalanish kuchi hosil bo’ladi. Bunga ichki ishqalanish kuchi deyiladi va uni
(2)
ko’rinishda yozish mumkin. Bunda gaz yoki suyuqlik qatlamlarini ajratib turuvchi sirt birligiga ta’sir etuvchi kuchdir. Gaz va suyuqliklarda dinamik va kinematik yopishqoqlik koeffisientlari mavjud. Ular
ko’rinishdagi bog’lanishga ega, k – kinematik yopishqoqlik koeffisienti, - dinamik yopishqoqlik koeffisienti, - suyuqlik yoki gazning zichligi. Trubaning ko’ndalang kesimidan vaqt birligida oqib o’tgan gaz yoki suyuqlik hajmi – V va buning uchun kerak bo’lgan bosimlar farqi orasidagi bog’lanish Puazeylь formulasi bilan aniqlanadi:
(3)
bu erda, - trubaning uzunligi, R- radiusi.
Yopishqoqlik koeffisientini urganishning Puazeyl va Stoks hamda Ostvald- Pinkevich viskozimetri yordamida o’lchash usullari mavjud. Qattiq jism suyuqlik ichida o’zgarmas kuch ta’sirida harakatlanganda o’ziga yaqin bo’lgan qatlamlarini ham harakatga keltiradi. Harakatlanayotgan jismga yaqin qatlam o’z navbatida o’ziga qo’shni qatlamlarni ham harakatga keltiradi. Shu tarzda harakatlanayotgan qattiq jismdan ancha uzoqdagi suyuqlik qatlamlari ham siljiydi.
Suyuqlik qatlamlarini harakatga keltirish va uning ichki ishqalanishini engish uchun ma’lum miqdorda ish bajariladi. Shuning uchun qattiq jism og’irlik kuchi va suyuqlikning ichki ishqalanish kuchlari ta’sirida tekis harakatlanadi.
Stoks suyuqlik ichida unga katta bo’lmagan tezlik bilan harakatlanayotgan shar shakldagi jismga qarshilik qiluvchi kuch uning tezligiga, radiusiga va suyuqlikning yopishqoqlik koeffisientiga bog’liq ekanligini aniqlagan.
(4)
bu erda - yopishqoqlik koeffisienti, r – sharning radiusi, - uning tezligi. Suyuqlik ichida vertikal ravishda pastga tushayotgan jismga og’irlik kuchi
(5)
va suyuqlik tomondan ko’taruvchi kuch (Arhimed kuchi) ta’sir etadi:
(6)
bu erda V – shar hajmi, d- sharning zichligi, - suyuqlik zichligi.
Nyutonning II qonuniga ko’ra,
(7)
u vaqtda quyidagi tenglamani yozish mumkin:
(8)
(1), (2), (3) va (4) larning qiymatini (5)ga qo’ysak,
(9)
bu tenglamaning yechimini
(10)
ko’rinishda ko’rsatish mumkin.
(11)
– idishdagi ikki belgi orasidagi tezlik, masofa - va sharning uni bosib o’tish uchun ketgan t – ni o’lchash bilan aniqlash mumkin:
SHarning hajmi - ekanligini e’tiborga olib, (8) formuladan:
(12)
Do'stlaringiz bilan baham: |
