Füüsika I praktikum nr14: POISEUILLE’ MEETOD (0)

5 VÄGA HEA

Tallinna Tehnikaülikool

Füüsikainstituut

Üliõpilane: Natalia Novak
Teostatud:
Õpperühm: YAMB11
Kaitstud:
Töö nr. 14
OT

POISEUILLE’ MEETOD

Töö eesmärk:
Vee sisehõõrdeteguri määramine Poiseuille’ meetodil.
Töövahendid:
Katseseade , mensuur või kaalud, mõõtejoonlaud , termomeeter , anum .
Skeem

Töö teoreetilised alused
Vedeliku laminaarsel voolamisel on vedeliku kahe teineteisega paralleelse kihi
vaheline sisehõõrdejõud arvutatav Newtoni sisehõõrdejõu valemi järgi:
, (1)
kus η on sisehõõrdetegur (dünaamiline viskoossus ), S - vaadeldavate kihtide pindala,
- kiiruse gradient, so vedeliku voolukiiruse muutus pikkusühiku kohta, mis on võetud
ristsuunas voolu suunaga ja pinnaga S .
Kui valemis (1) võtta pindala S ja gradient
ühikulised, siis F =η . Seega on
sisehõõrdetegur arvuliselt võrdne jõuga, mis mõjub kahe teineteisega paralleelse
ühikulise pindalaga kihi vahel, kui kihtide kiiruste erinevus võetuna nendevahelise
kauguse ühiku kohta, on võrdne ühikuga.
Vedelik ei voola torus igas kohas ühesuguse kiirusega: kõige suurem on kiirus toru
keskel, kõige väiksem toru seinte läheduses. Kogu torus liikuvat vedelikku võib seega
kujutada koaksiaalsete silindriliste vedelikukihtidena, mis libisevad üksteise suhtes ja
mille liikumist pidurdab sisehõõrdumine. Peale sisehõõrdejõu oleneb vedeliku
voolamiskiirus torus veel toru mõõtmetest ja rõhust toru otstel.
Matemaatilise seose nende suuruste vahel kapillaartoru kohta andis Poiseuille´
valemiga
, (2)
kus V on torust pikkusega l ja raadiusega r aja t jooksul läbivoolanud vedeliku
ruumala, p - rõhkude vahe kapillaari otstel ja η - sisehõõrdetegur.
Valemist (2) saab määrata sisehõõrdeteguri
. (3)
Rõhkude vahe määramiseks võetakse veesamba alg- ja lõppkõrguste keskmine
väärtus h ja arvutatakse keskmine rõhkude vahe valemi järgi:
p = ρ g h (4)
kus ρ on vedeliku tihedus ja g – raskuskiirendus .
Kapillaartoru raadius r on märgitud katseseadmele.
Mõõdetav suurus
Mõõtarv ja ühik
Määramatus
Veesamba kõrgus h1 katse algul
116,80cm
Veesamba kõrgus h2 katse lõpul
111,50cm
Keskmine kõrgus
114, 15cm
Kapillaari pikkus l
80,90cm
Väljavoolanud vee ruumala V
159ml
Kapillaari raadius r
0,45mm
0,005mm
Voolamise kestus t
10min
Vee temperatuur t
Vee sisehõõrdetegur η
Tabel 1. Vedeliku sisehõõrdeteguri määramine.

Töö käik

Sean kapillaartoru C horisontaallaeks. Valan reservuaari A vett , kuni vee nivoo ulatub 1… 2 cm allapoole anuma ülemisest äärest (skeem)

Kontrollin ,et torus B poleks õhku. Õhu olemasolul tõusevad õhumullid reservuaari A , kui pigistada ühendavat kummivoolikut.

Mõõdan katse algul veesamba kõrgus h1. Avan kummitoru sulgev näpits ja lasen vett voolata anumass D. Jälgin ,et katse lõpus vedeliku nivoo jääks reservuaari A.

Sulgen näpits ja mõõdan veesamba kõrgus h2.

Väljavoolanud vedeliku ruumala V määran mensuuriga. Tulemused kannan tabelisse.

Kuna vedeliku sisehõõrdetegur oleneb temperatuurist ,siis mõõdan ka väljavoolanud vee temperatuur.

Arvutan sisehõõrdetegur ja tema määramatus .

Arvutused koos määramatusearvutusega.
Liitmääramatuste leidmine (kui kordusmõõtmised puuduvad A-tüüpi mõõtemääramatust ei hinnata):
kus ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve,
on Student´i tegur ja ∞ on lõpmatus, β on usaldatavus , füüsika praktikumis on usaldatavus tavaliselt 95%.
kus β on usaldatavus ja l on pool skaala jaotise selle osa väärtusest, mida mõõtmisel hinnati.
Seega,
(5)
Kaudsel mõõtmisel liitmääramatuse leidmine:
Keskmise kõrguse määramatus:
(6)
Rõhkude vahe kapillaari otstel ja selle määramatus:
(vt „Töö teoreetilised alused“:valem (4))
(7)
Vee sisehõõrdeteguri määramatus:
(vt „Töö teoreetilised alused“:valem (3))
(8)
Digitaalse mõõtevahendiga tehtud mõõtmise määramatuse leidmine:
(9)

Otseste mõõtmiste liitmääramatuste leidmine.
Kasutades valemit (5) arvutan veesamba kõrguse h1 mõõtemääramatuse:
= 2,0 (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1), metallmõõtelindi lubatud piirhälve ep = 0,80 mm, füüsika praktikumis on usaldatavus (β) tavaliselt 95%, l = 0,50 mm
Kuna veesamba kõrgust h1 katse algul, veesamba kõrgust h2 katse lõpul ja kapillaari pikkust l mõõdan sama tööristadega
Väljavoolanud vee ruumala V liitmääramatuse leian valemi (5) kaudu:
= 2,0 (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1), mensuuri lubatud piirhälve ep = 2,0 ml, füüsika praktikumis on usaldatavus (β) tavaliselt 95%, l = 1,0 ml
Kasutades valemit (9) leian voolamise kestuse t määramatust:
= 2,0 (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1), mobiilistopperi lubatud piirhälve ep = 0,1s, füüsika praktikumis on usaldatavus (β) tavaliselt 95%
Vee temperatuuri määramatust leian valemi (5) kaudu:
= 2,0 (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1), termomeetri piirhälve ep=1, füüsika praktikumis on usaldatavus (β) tavaliselt 95%, l = 0,50

Kaudsete mõõtmiste liitmääramatuste leidmine.
Kasutades valemit (6) leian keskmise kõrguse h määramatust:
Arvutan keskmist rõhkude vahet kapillari otstel valemi (4) järgi:
ja selle määramatust valemi (7) järgi:
Destilleeritud vee tihedus temperatuuril 20 (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.177, lisa 4), normaalraskuskiirendus (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.176, lisa 2)
3.3 Vee sisehõõrdeteguri ja selle liitmääramatuse leidmine.
Arvutan vee sisehõõrdeteguri η valemi (3) järgi:
Ja selle määramatus valemi (8) järgi:
___________________________________
____________________________________________
_____________________________________________
_____________________________
0,03810-3Pas

Järeldus.
Vedeliku sisehõõrdetegur 20,3oC juures on usaldusväärsusega 95 , mis on võrreldav kirjanduses antud vedeliku sisehõõrdteguriga 20oC juures, mis on .

.DOCX Laadi alla originaalfail 9 lk · .docx · 58 allalaadimist

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #1

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #2

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #3

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #4

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #5

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #6

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #7

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #8

Füüsika I praktikum nr14-POISEUILLE’ MEETOD #9

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 9 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2015-10-01 Kuupäev, millal dokument üles laeti

58 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Natalia_N Õppematerjali autor

POISEUILLE’ MEETOD. Täielik protokoll; arvestatud; kaitstud
1. Töö teoreetilised alused
2. Töö käik
3. Arvutused koos määramatusearvutusega.
4. Järeldus

POISEUILLE’ MEETOD Täielik protokoll

Sarnased õppematerjalid

docx

Poiseuille meetod Füüsika 1 Praktikum 14

Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 14 TO allkiri: Poiseuille´ meetod Töö eesmärk: Vedeliku Töövahendid: Katsesead, mensuur või sisehõõrdeteguri määramine kaalud, mõõtejoonlaud, termomeeter, Poiseuille´ meetodil. anum. Skeem: Joonis 1. Töö teoreetilised alused Vedeliku laminaarsel voolamisel on vedeliku kahe teineteisega paralleelse kihi vaheline sisehõõrdejõud arvutatav Newtoni sisehõõrdejõu valemi järgi:

Füüsika praktikum

docx

Füüsika I praktikum nr28: PINDPINEVUS

Nagu elastses kelmeski, esinevad vedeliku pinnakihis pinda kokkutõmbavad jõud. Neid nimetatakse pindpinevusjõududeks ja nad mõjuvad pinna puutuja sihis ning on risti vaadeldava pinnaelemendi servaga. Pindpinevusjõudusid iseloomustatakse pindpinevusteguriga , mis on arvuliselt võrdne ühikulise pikkusega pinnakontuurile mõjuva jõuga: F  L , kus F on kontuurile pikkusega L mõjuv jõud. Antud töös kasutatav nn. Tilga meetod põhineb sellel, et vedeliku tilk eraldub peenikese toru otsalt siis, kui tilga raskus mg saab veidi suuremaks pindpinevusjõust F (F ~ mg). Seega võtab valem kuju: mg  d , kus d on tilga kaele läbimõõt tema torult eraldumise momendil. 2. Töö käik 1. Määran mõõtemikroskoobi skaalajaotise väärtus. m 2. Määran anuma 3 mass 0 . 3

Füüsika

pdf

Füüsika praktikum nr 14 - POISEUILLE' MEETOD

Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 14 OT: POISEUILLE' MEETOD Töö eesmärk: Töövahendid: vee sisehõõrdeteguri määramine katseseade, mensuur või kaalud, mõõtejoonlaud, Poiseuille' meetodil termomeeter, anum Skeem Töö käik 1. Seadke kapillaartoru C horisontaalseks. Valage reservuaari A vett, kuni vee nivoo ulatub 1... 2 cm allapoole anuma ülemisest äärest. 2. Kontrollige, et torus B poleks õhku

Füüsika

docx

Füüsika I praktikum nr 12b: NIHKEMOODUL

n n  1  3       (2)  tn-1,β- Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1) β- usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95 ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve Traadi raadius ja selle määramatus: d r 2 (3) r  f d 2  r  UC r   UC d    d  2  1  UC  r   UC  d  

Füüsika

docx

Füüsika praktikum nr1: ÜLDMÕÕTMISED

(1) Mõõtmisseeria lõppresultaadi x A-tüüpi mõõtemääramatuse (juhusiku vea) hindamisvalem: n x i x 2 U A x t n 1, i 1 n n 1 (2) tn-1,- Studenti tegur ("Füüsika praktikumi metoodiline juhend I", lk.17, tabel 1) - usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt =0,95 Füüsika praktikumis saadud mõõtmistulemuste vea hindamisel oletatakse, et B-tüüpi mõõtemääramatuseks (süstemaatiliseks veaks) on põhiliselt mõõteriistaviga. Usaldusvahemik mistahes usaldatavuse jaoks: ep U B x t 3 (3) ep mõõtevahendi lubatud piirhälve Kui mõõteriistaga tehakse seeria ühe ja sama suuruse mõõtmisi ning arvutatakse juhuslik viga, siis

Füüsika ii

pdf

Füüsika praktikum nr. 14

Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: 13.11.2008 Õpperühm: Kaitstud: Töö nr. 14 OT: Poiseuille' meetod Töö eesmärk: Töövahendid: Vee sisehõõrdeteguri määramine Katseseade, mensuur või kaalud, Poiseuille' meetodil. mõõtejoonlaud, termomeeter, anum. SKEEM Teoreetilised alused Vedeliku laminaarsel voolamisel on vedeliku kahe teineteisega paralleelse kihi vaheline sisehõõrdejõud arvutatav Newtoni sisehõõrdejõu valemi järgi:

Füüsika

docx

Füüsika I praktikum nr18: VEDRUPENDLI VABAVÕNKUMINE

Nr. cm n cm s  s-1 3. Arvutused koos määramatusearvutusega. Massi mi määramatus: ep U C  mi   U B  mi  m  t 3 (1) t  - Studenti tegur (“Füüsika praktikumi metoodiline juhend I”, lk.17, tabel 1) β- usaldatavus; füüsika praktikumides tavaliselt β=0,95 ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve Vedru pikkenemise li määramatus: U C  li   U B  l  m  2  U B  l  l  2 ep U B  li  m  t 3 , t kus ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve,  on Student´i tegur ja ∞ on lõpmatus, β on usaldatavus,

Füüsika

docx

Füüsika I praktikum nr 5: külgliikumine

Elektrilise mõõtevahendiga tehtud mõõtmise B-tüüpi määramatuse leidmine: ep U B  x  m  t  3 , (3) t  kus ep – mõõtevahendi lubatud piirhälve, on Student´i tegur ja ∞ on lõpmatus, β on usaldatavus, füüsika praktikumis on usaldatavus tavaliselt 95%. Liitmääramatuse (C-tüüpi määramatuse) leidmine: U C  x  U A  x   2  U B  x   2 2  n   x  x  2

Füüsika

Rohkem sarnaseid