практическое занятие (Стокс)

1.

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА “БИОМЕДИЦИНСКОГО ИНЖЕНЕРИИ, ИНФОРМАТИКИ И
БИОФИЗИКИ И”
Тема: Определение вязкости методом
Стокса
Ташкент-2026

2.

Цель работы:
Изучение
методов
практической
вискозиметрии. Движение тел в вязких
жидкостях. Определение вязкости жидкости
методом Стокса.
Приборы и принадлежности: Стеклянный
цилиндрический сосуд с вязкой жидкостью
(глицерин), мелкие шарики из твердого
материала, микрометр, секундомер, масштабная
линейка.

3.

4.

Теоретическая часть
Коэффициент вязкости жидкости можно
определить, измеряя скорость падения шарика в
этой жидкости.
Задача обтекания шара была решена Стоксом.
Им же была найдена формула, связывающая силу
сопротивления при установившемся движении
шарика в среде с коэффициентом вязкости –η ,
Fc=6πrηυ
(1),
где r - радиус шарика, υ- cкороcть его движения.
Метод Стокса позволяет определить коэффициент
вязкости жидкости при движении не большого
шарика, падающего вертикально в жидкости.

5.

На шарик при движении в жидкости действуют три силы.
Вес шарика P=4/3 πr3ρg
(2)
где ρ-плотность вещества шарика,
выталкивающая сила
Fв=4/3πr3ρ0g (з)
ρ0- плотность жидкости и сила сопротивления (1),
Первая и вторая силы постоянна по величине, третья пропорциональна
скорости. При движении шарике в жидкости
наступает момент, когда всe три силы уравновешиваются и шарик
начинает двигаться равномерно.

6.

Условие равномерного движения шарика:
Р=Fв+Fc
4/3πr3ρg=4/3πr3ρ0g+6πrηυ
4/3πr3g (ρ-ρ0)=6 πrηυ
Сделав преобразования., получают следующую формулу
2 r g ( 0 )
9
2

7.

Cкорость движения шарика находят по формуле: υ=ℓ/t
где ℓ-путь равномерного движения, t - время движения.
Т.к.
ρ,ρo,g-
величины
постоянные,
2 g ( 0 )
обозначим через «С» т.е. C
9
то
2/9(ρ-ρ0)g
Рабочая формула будет иметь вид:
r
2
C
Таким образом, в работе следует измерить радиусы
шариков и время их движений в жидкости.

8.

Для определения коэффициента вязкости берут высокий
цилиндр с
исследуемой жидкостью, на цилиндре имеется кольцевая метка
вверху. Эта метка соответствует той высоте, где действующие
на шарик силы уравновешивают
друг
друга. Кроме того, на
расстоянии ℓ от верхней метки имеется такая же метка внизу.
Бросая ша-
рик в цилиндр, отмечают по секундомеру время прохождения
им пути ℓ между кольцевымы метками, откуда определяют скорость
падения υ.

9.

Диаметр шарика определяют при помощи микрометра.
Метод Стокса используется в медицине. По реакции оседания
эритроцитов (РОЭ) в плазме крови судят о вязкости плазмы: чем
вязкость плазмы больше, тем величина столба осевших на
определенное время эритроцитов меньше.

10.

Порядок выполнения работы.
1. Ознакомиться с устройством микрометра и измерить диаметр
одного из шариков.
2. Бросить шарик в цилиндр около его оси.
3. В момент прохождения верхней метки включить секундомер.
4. Выключить секундомер в момент прохождения нижней
метки.
5. Опыт произвести с тремя шариками.
6. Данные измерений занести в таблицу.
7. Вычислить ηср, ∆η, ∆ηср, Dη
8. Пост. величины: ρ=8 г/см3, ρо= 1,26 г/см3

11.

№
D,
см
r, см
t, c
υ,
см/с
1
2
3
Среднее значение
η,
Пуаз
∆η,
Пуаз
D, %

12.

2 g ( 0 )
C
9
l
t
r2
C g=981 см/с2; ρ0=1,26 г/см3. ρ=11,37 г/см3

13.

Контрольные вопросы.
1. Что такое вязкость? В каких единицах измеряется коэффициент
вязкости?
2. Какие силы действуют на шарик, падающий в жидкости?
3 Почему, начиная с некоторого момента времени, шарик движется
равномерно? Выведите рабочую формулу.
4. Как изменяется вязкость жидкости от концентрации и от
температуры? Почему?
5. Формула Ньютона для силы сопротивления.
6. Применение вязкости в диагностических целях, РОЭ.

14.

Литературы:
1. Хитун В.А. и др. Практикум по физике для медицинских
вузов. М.: «Высшая школа», 1972 г.
2. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика:
Учебник – Москва, 1987
3. Ливенцев Н.М. Курс физике. 1974 г.
Интернет сайты
http://www.physexperiment.narod.ru/physics.htm
http://www.medbiophys.ru/
http://biophysics.spbstu.ru/useful_links
http://medulka.ru/biofizika