Методы определения вязкости

1. Метод Стокса *. Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы.

На шарик, падающий в жидкости вертикально вниз, действуют три силы: сила тяжести — плотность шарика), сила Архимеда — пло-

тность жидкости) и сила сопротивления, эмпирически установленная Дж. Стохсом: где r— радиус шарика, —его скорость. При равномерном движении шарика

откуда

Измерив скорость равномерного движения шарика, можно определить вязкость жид- I кости (газа).

2. Метод Пуазейля**. Этот метод основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Рассмотрим капилляр радиусом R и длиной l. В жидкости мысленно выделим цилиндрический слой радиусом г и толщиной dr (рис. 54). Сила внутреннего трения (см. (31.1)), действующая на боковую поверхность этого слоя,

где ds— боковая поверхность цилиндрического слоя; знак минус означает, что при возрастании радиуса скорость уменьшается.

Для установившегося течения жидкости сила внутреннего трения, действующая на I боковую поверхность цилиндра, уравновешивается силой давления, действующей на I его основание:

После интегрирования, полагая, что у стенок имеет место прилипание жидкости, т. с. I скорость на расстоянии R от оси равна нулю, получаем

*Дж. Стоке (1819—1903) — английский физик и математик. **Ж. Пуазейль (1799—1868) — французский физиолог и физик.

Отсюда видно, что скорости частиц жидкости распределяются по параболическому закону, причем вершина параболы лежит на оси трубы (см. также рис. S3). За время t из трубы вытечет жидкость, объем которой