88
Ishning maqsadi: Suyuqlik ichida jismlarning harakati bilan bogliq bo’lgan
hodisalarni kuzatish va ichki ishqalanish koeffitsiyentni aniqlash
.
Kerakli asbob va jihozlar: Balandligi 40-50 sm bo’lgan shisha silindr, sekundomer,
0.5-1 mm radiusli po’lat sharcha, mikrometr, o’lchov chizgichi, tekshirilayotgan
suyuqlik, pinset, cho’mich.
Qisqacha nazariya
Ma’lumki suyuqlik molekulalarning zichligi gaz molekulalarnikiga
qaraganda bir necha barobar katta. Molekulalar orasidagi masofa taxminan bitta
molekula diametriga teng bo’ladi, deb faraz qilish mumkin. Binobarin,
suyuqlik
molekulalari gazlarniki kabi erkin harakat qila olmaydi. Ular qo’shni molekulalar
orasida tebranma harakat qilib, “o’troq” xayot kechiradi, vaqti – vaqti bilan
tartibsiz ravishda o’z o’rinlarini o’zgartirib turadi.
Suyuqlik molekulalarining
bunday tabiati ichki ishqalanish hodisasiga ham ta’sir qiladi. Suyuqliklarda ichki
ishqalanish vaqti-vaqti bilan o’z o’rnini o’zgartirib, bir qatlamdan ikkinchi
qatlamga impul’s olib o’tadigan molekulalar hisobiga sodir bo’ladi.
Molekulalarning bunday “sakrab” o’tishi kamroq sodir bo’lgani uchun
suyuqliklarning ichki ishqalanish koeffitsiyenti gazlarnikiga
nisbatan ancha katta
bo’ladi. Past temperaturalarda, ayniqsa, bu farq sezilarlidir. Temperatura
ko’tarilishi bilan “sakrab” o’z holatini o’zgartiradigan molekulalarning soni ortadi.
Ichki ishqalanish koffitsiyenti temperatura oshishi bilan tez kamayadi. Tezliklari
har-xil bo’lgan ikki qo’shni qatlam orasidagi ishqalanish kuchi:
,
S
dx
d
F
(1)
bunda
- ichki ishqalanish koeffitsiyenti,
dx
d
-tezlik gradiyenti, S- ishqalanish
kuchi ta’sir qilayotgan qatlam yuzi, minus ishora kuch, impul’sining kamayishini
tomonga yo’nalganligini ko’rsatadi. Yuqorida ko’rsatilgan m –
massali suyuqlik
ishqalanish koeffitsiyentidan tashqari uning hajm birligidagi nisbati bilan
belgilanadigan kinematik ishqalanish koeffitsiyenti ham ishlatiladi, u quyidagicha
yoziladi.
(2)
Suyuqliklarning ichki ishqalanish koeffitsiyentlari viskozimetrlar yordami
bilan o’lchanadi.
Shuningdek, ishqalanish bilan bogliq bo’lgan yana bir necha
usullardan foydalanib ichki ishqalanish koeffitsiyenti tajribada aniqlash mumkin.
Ulardan biri kichik sharchalarning suyuqliklardagi harakatiga asoslanadi.
Ma’lumki sharcha suyuqlikda vertikal harakatlansa, unga bir vaqtning o’zida uchta
kuch ta’sir qiladi. Sharchaning ogirlik kuchi R, Arximed kuchi F
A
va suyuqlikning
ichki ishqalanish kuchi Fishk teng ta’sir etuvchi kuch bu kuchlarning vektor
yigindisiga teng.
ishk
А
F
F
Р
F
(3)
Harakat yo’nalishidagi kuchlarning teng ta’sir etuvchisi (1-rasm)
)
(
ишк
А
F
F
P
F
(4)
89
bilan mos tushadi. Harakat boshida P>F
A
+F
ishq
bo’lib, jism tezlanuvchan
harakat qiladi. Sharchaning tezligi orta borgan
sari ishqalanish kuchi orta
boradi.
Bu
kuch
Stoks
qonuni
asosida
aniqlanadi.
Suyuqlikda
xarakatlanayotgan shar shaklidagi jismlar uchun suyuqlikning qarshilik kuchi
xarakat tezligiga, shar radiusiga va suyuqlikning ishqalanish koeffitsiyentiga
proparsional.
ishq
А
F
F
P
F
0
)
(
ishq
А
F
F
P
F
r
F
ishq
6
(5)
Harakat yo’nalishidagi kuchlarning teng ta’sir etuvchisi (1-rasm)
0
)
(
ishq
А
F
F
P
(6)
Shu vaqtdan boshlab sharchaning tezligi o’zgarmay qoladi, u to’gri chiziqli
tekis harakat qiladi. Bunday harakat kiladi. Bunday harakat ichki ishqalanish
koeffitsiyentini aniqlash imkoniyatini beradi (6) tenglikga Arximed kuch
g
r
с
3
А
3
4
F
ogirlik kuchi
g
r
Р
ш
3
3
4
va Stoks kuchi (5) qiymatlarni qo’yib ichki ishqalanish koeffitsiyenti aniqlanadi:
2
2
)
(
18
1
)
(
9
2
gd
gr
с
ш
с
ш
(7)
bu yerda r-sharchaning radiusi,
с
va
ш
mos ravishda
suyuqlik va sharcha
materialining zichliklari, d-sharchaning diametri.
Sharcha
masofani vaqtda bosib o’tsa, uning o’zgarmas tezligi
t
l
bo’ladi, u holda (9) ifoda quyidagicha yoziladi:
t
Сd
l
t
gd
с
ш
2
2
)
(
18
1
(8)
bu yerda
l
g
С
с
ш
)
(
18
1
(9)
O’lchash natijalarni hisoblash
1.
Shisha idish devorlarga qo’yilgan belgilar orasidagi masofa cho’zgich
yordamida o’lchanadi, sharcha va suyuqlikning zichligi qurilmadan yozib
olinadi.
2.
(11) ifodadan muayyan tajribaga bogliq doimiy “S” hisoblanadi.
90
3.
Suyuqlikka tushiriladigan sharchaning diametri 0.01mm aniqlikda
o’lchanadi, bu sharcha pinsent yordamida mumkin qadar silindr o’qiga va
suyuqlik sirtiga yaqin holatda tashlanadi.
4.
Sharchaning suyuqlikdagi belgilar orasidagi masofani o’tish
vaqti
aniqlanadi.
5.
Tajriba 8-10 ta sharcha uchun takrorlanadi.
6.
(10) ifodadan ichki ishqalanish koeffitsiyenti hisoblanadi.
7.
O’lchash va hisoblash natijalari jadvalga yoziladi.
№
м
l
,
d
,
м
t
,
c
м
с
kg
,
м
с
kg
,
м
с
kg
,
м
с
kg
,
%
100
9.
%
100
Ж
Ж
ifodadan tajriba xatoligi hisoblanadi.
Ж
-
ichki
ishqalanish koeffitsiyentining jadvaldan olingan qiymati.
