落球法測量液體的粘滯系數(shù)實驗報告

1、一、 一、 名稱：落球法測量液體的黏滯系數(shù) 名稱：落球法測量液體的黏滯系數(shù)二、 二、 目的： 目的：1.觀察小球在液體中的下落過程，了解液體的內(nèi)摩擦現(xiàn)象。2.掌握用落球法測定液體粘滯系數(shù)的原理和方法。3.掌握秒表、密度計等基本測量儀器的使用方法。三、 三、 器材： 器材：變溫黏度測量儀， 溫控實驗儀，秒表，螺旋測微器，鋼球若 ZKY PID ?干。四、 四、 原理： 原理：質(zhì)量為 m 的金屬小球在黏滯液體中下落時，它會受到三個力，分別是

2、小球的重力 G，小球受到的液體浮力 F 和黏滯阻力?。如果液體的黏滯性較大，小球的質(zhì)量均勻、體積較小、表面光滑，小球在液體中下落時不產(chǎn)生漩渦，而起下落速度較小，則小球所受到的黏滯阻力為? （1） =3 vd ??式（1）稱為斯托克斯公式，其中是 液體的黏度， 是小球的直徑， 是小球在流體中運(yùn)動 ? d v時相對于流體的速度。當(dāng)小球開始下落時，速度較小，所受到的黏滯阻力也較小，這時小球的重力大于浮力和黏滯阻力之和，小球做加速運(yùn)動；隨著小球

3、速度的增加，小球所受到的黏滯阻力也隨著增加，當(dāng)小球的速度達(dá)到一定的數(shù)值 （稱收尾速度）時，三個力達(dá)到平衡，小球所受合力為 0 v零，小球開始勻速下落，此時? （2） + G F ?即 （3） 0 0 3 mg gV v d ? ?? ? ?式中 分別表示小球的質(zhì)量和體積， 表示液體的密度。如用 表示小球的密度，則 m V 、 0 ? ?小球的體積 為

4、V3 43 2d V ? ? ? ? ? ? ? ?數(shù)改變對調(diào)節(jié)過程的影響，探索最佳控制參數(shù)。若只是把溫控儀作為實驗工具使用，則保持儀器設(shè)定的初始值，也能達(dá)到較好的控制效果。3、 測定小球直徑由 及 可見，當(dāng)液體黏度及小球密度一定時，雷諾數(shù) ∝ 0 0ev d R ?? ?200( )18gdv? ? ? ? ? e R。在測量蓖麻油的黏度時建議采用直徑 1～2mm 的小球，這樣可不考慮雷諾修正或只考慮 3 d1 級雷諾修正。用螺旋測微

5、器測定小球的直徑 d，將數(shù)據(jù)記錄入表中。4、 測定小球在液體中下落速度并計算黏度溫控儀溫度達(dá)到設(shè)定值后再等約 10min，使樣品管中的待測液體溫度與加熱水溫完全一致，才能測液體黏度。用鑷子夾住小球沿樣品管中心輕輕放入液體，觀察小球是否一致沿中心下落，若樣品管傾斜，應(yīng)調(diào)節(jié)其鉛直。測量過程中，盡量避免與液體的擾動。用秒表測量小球落經(jīng)一段距離的時間 t，并計算小球速度 ,用 或 0 v200( )18 (1 2.4 )gdd v D? ? ?

6、 ? ??計算黏度 ，記入表中。在表中，列出了部分溫度下黏度的標(biāo)準(zhǔn)值，可將這 1 0 0316 v d ? ? ? ? ? ?些溫度下黏度的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，并計算相對誤差。將表中 的測量值在坐標(biāo)紙作圖， ?表明黏度隨溫度的變化關(guān)系。實驗全部完成后，用磁鐵將小球吸引至樣品管口，用鑷子加入蓖麻油中保存，以備下次實驗使用。六、 六、 記錄： 記錄：小鋼球的直徑次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值3 /10 d m ?黏度的測定時間