Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Задача 12. Определить вязкость касторового масла, если через трубку длиной 0,6 м и диаметром 0,001 м оно протекает со скоростью 2,04 × 10-10 м3/с при разности
|
|
Определить вязкость касторового масла, если через трубку длиной 0, 6 м и диаметром 0, 001 м оно протекает со скоростью 2, 04 × 10-10 м3/с при разности давлений 100 Па.
Решение: Воспользуемся уравнением Пуазейля:
V p× r4× DP
Q = ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾
t 8× η × ℓ
Q – объемная скорость течения жидкости, равная отношению объема
жидкости V ко времени течения его по капилляру длиной ℓ и радиусом r
под давлением Р, η – динамическая вязкость жидкости.
Преобразуем уравнение для нахождения вязкости жидкости и решим его подставляя значения в системе СИ:
p× r4× DP 3, 14× 0, 00054× 100
η = ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 20, 04× 10-3 Па× с 8× Q × ℓ 8× 2, 04× 10-10× 0, 6
Задача 13. Рассчитайте вязкость гидрозоля AgCl с концентрацией дисперсной фазы: а) 10% по массе и б) 10% по объему. Частицы золя имеют сферическую форму; плотности дисперсной фазы и дисперсионной среды соответственно равны 5, 56 и 1 г/см3; вязкость дисперсионной среды hо = 10–3 Па·с.
Решение: Найдем вязкость, используя уравнение Эйнштейна:
h = hо(1+2, 5j),
где j – объемная доля дисперсной фазы; j = Vд.ф./Vзоль.
а) Для расчета j примем массу золя, равной 100 г, тогда масса дисперсной фазы равна 10 г, а масса дисперсионной среды - 90 г. Отсюда
| 10/5, 56 j1 = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 0, 0196; 10/5, 56 + 90/1 |
и h1 = 10–3 (1 + 2, 5·0, 0196) = 1, 05´ 10–3 Па·с.
б) В этом случае для расчета осмотического давления достаточно преобразовать значение j: j2 = 10% = 0, 1; и значит
h2 = 10–3 (1 + 2, 5·0, 1) = 1, 25´ 10–3 Па·с.
Задача 14. Рассчитайте время оседания частиц суспензий бентонита в цилиндре с высоты 0, 1 м. Вязкость среды 2 × 10-3 Па·с, радиус частицы
14 × 10-6 м, плотность бентонита 2, 1 × 103 кг/м3, плотность жидкости
1, 1 × 103 кг/м.
Решение:
h
Для расчета времени оседания воспользуемся формулой U = ¾ ¾, где
t
h - высота столба суспензии; t - время оседания частицы;
U - скорсть оседания рассчитывается по уравнению Стокса:
2r2(r - r0) g
U = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾, где
9η
r - радиус частицы; r; r0 - плотности вещества и среды;
g - ускорение свободного падения; η - вязкость среды
2(14 × 10-6)2× (2, 1 × 103 – 1, 1× 103) × 9, 81
U = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 2, 1364 × 10-4 м/сек.
9 × 2 × 10-3
Тогда время оседания частицы равно
h 0, 1
t = ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ = 468, 1 сек. = 7, 8 мин.
U 2, 1364 × 10-4
Задача 15. Сравните интенсивность светорассеяния санорина в красном (l=700 нм) и в синем свете (l=436 нм). Сделайте вывод о том, какой свет лучше применять при нефелометрии.
n12 – n02 2 n V2
Ip = 24p3 (¾ ¾ ¾ ¾ ¾) ¾ ¾ ¾ Iо
n12 + 2n02 l4
Решение: В соответствии с уравнением Рэлея интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна длине волны падающего света в 4–й степени. Отсюда
| Iр.син. l4красн 7004 2, 4´ 1011 ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾» 6, 6 раза Iр.красн. l4син 4364 3, 6´ 1010 |
Таким образом, при нефелометрии лучше применять синий свет.
Задача 16. С помощью нефелометра сравнивались мутности двух гидрозолей – стандартного и исследуемого. Мутности стали одинаковыми при высоте освещенной части стандартного золя 5 × 10-3м, исследуемого золя – 19 × 10-3м.Средний радиус частиц стандартного золя 120 × 10-9м. Рассчитайте радиус частиц вторго золя.
Решение: Расчет радиуса частиц исследуемого с помощью нефелометра золя проводят по формуле:
hст
rx = rст Ö ¾ ¾, где
hх
rст - радиус частиц стандартного золя;
hст и hх - высота освещенной части стандартного и исследуемого золей
5 × 10-3
rx = 120 × 10-9 3Ö ¾ ¾ ¾ = 76, 9 × 10-9м.
19 × 10-3
Задача 17. Характеристическая вязкость [h] поливинилового спирта в водном растворе равна 0, 53. Рассчитайте среднюю молярную массу поливинилового спирта с помощью констант уравнения Марка–Хаувинка–Куна: К = 5, 9´ 10–4 и a = 0, 67.
Решение: Для удобства расчета средней молярной массы полимера уравнение Марка–Хаувинка–Куна [h] = КМa следует прологарифмировать: lg [h] = lg K + a lg M. Тогда
| lg [h] – lg K –0, 2757–(–3, 2291) lg M = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 4, 4081 a 0, 67 |
и значит М =104, 4081 = 25591, 75» 25592.