Опис установки та методу вимірювань

Для газів, як і для рідини, коефіцієнт внутрішнього тертя для стаціонарної ламінарної течії визначать за формулою Пуазейля:

h = (182.1)

а згідно з молекулярно-кінетичною теорією газів коефіцієнт η визначають за формулою

h = r (182.2)

З рівнянь (182.1) та (182.2) знаходимо

h = (182.3)

де r, l- відповідно радіус капіляра та його довжина;

Δp - різниця тисків на кінцях капілярної трубки; V-об'єм газу, який протікає через капіляр за деякий час t.

З рівняння Клапейрона – Менделєєва pV = RT знайдемо густину газу:

r = (182.4)

де p,T- відповідно тиск газу та його температура;

μ = 29·10^-3 кг/моль - молярна маса повітря;

R = 8,31 Дж/(моль·К) –універсальна газова стала.

Середню арифметичну швидкість молекул газу визначають за формулою

= (182.5)

З формули (182.2), враховуючи формули (182.4), (182.5) та значення сталих величин, одержимо формулу для обчислень величини :

= ,

де η – в’язкість повітря, Т – абсолютна температура в аудиторії, р - атмосферний тиск.

Установка для визначення довжини вільного пробігу молекул складається зі скляної посудини 1 з краном К (див. рис. 182.1). Посудина закрита гумовою пробкою 2, в яку вставлена капілярна трубка 3, через яку засмоктується повітря тоді, коли через кран витікає вода. Гумовою трубкою посудина з'єднана з водяним манометром 4, який вимірює різницю тиску: Δp = p_A - p_i, де р_А, р_і– відповідно атмосферний тиск та тиск повітря в посудині.

Δp =p_A - p_i = ρgh = 9,8·10³h [Па],

де h- різниця рівнів рідини в манометрі 4.