落球法測定液體的粘滯系數

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1、落球法測定液體的粘滯系數目錄實驗目的2實驗儀器2實驗原理2實驗裝置4實驗內容5實驗數據及處理5觀察與思考12實驗總結1313落球法測定液體的粘滯系數落球法測定液體的粘滯系數實驗目的1、用落球法測定液體的粘滯系數。2、進一步熟悉基本測量工具的使用。實驗儀器FD—VM—II型落球法液體粘滯系數測定儀（激光光電傳感器計時）、甘油、游標卡尺、溫度計、小剛球、小磁鋼、螺旋測微器、液體密度計。實驗原理各種實際流體在流動時，平行于流動方向的內部各層速度是不同的，于是作相對運動的各層流體間存在著粘滯性摩擦阻力，簡稱內

2、摩擦力。牛頓給出了表征內摩擦力f的定律：，即f的大小正比于流層移動的速度梯度和流層間的接觸面積，比例系數叫做粘滯系數，它是表征流體相鄰流層內摩擦力大小的一個物理量。它的方向平行于接觸面，其大小與速度梯度及接觸面積成正比，比例系數η稱為粘度，它是表征液體粘滯性強弱的重要參數，液體的粘滯性的測量是非常重要的，例如，現代醫(yī)學發(fā)現，許多心血管疾病都與血液粘度的變化有關，血液粘度的增大會使流入人體器官和組織的血流量減少，血液流速減緩，使人體處于供血和供氧不足的狀態(tài)，這可能引起多種心腦血管疾病和其他許多身體不適癥狀

3、。因此，測量血粘度的大小是檢查人體血液健康的重要標志之一。又如，石油在封閉管道中長距離輸送時，其輸運特性與粘滯性密切相關，因而在設計管道前，必須測量被輸石油的粘度。13落球法測定液體的粘滯系數測量液體粘度有多種方法，本實驗所采用的落球法是一種絕對法測量液體的粘度。如果一小球在粘滯液體中鉛直下落，由于附著于球面的液層與周圍其他液層之間存在著相對運動，因此小球受到粘滯阻力，它的大小與小球下落的速度有關。當小球作勻速運動時，測出小球下落的速度，就可以計算出液體的粘度。物體的粘滯系數值因溫度不同而變化很大，因而

4、沒有注明溫度的任何流體的粘滯系數值是毫無意義的。半徑為r的光滑球，以速度v在均勻的無限寬廣的液體中下落時，若速度不大，球的半徑也很小，在液體中不產生渦流時，斯托克斯指出，小球在液體中受到阻力為：，必須指出，這阻力并非是球和液體之間的阻力，而是球面上附著一層液體和不隨球運動的液體之間的阻力，亦即流體的內摩擦力或粘滯阻力，方向與小球運動方向相反。設小球的密度為，體積為V，則小球在密度為的液體中下落時，除受到粘滯性阻力作用外，還受到重力和浮力，起初，由于小球下落速度較小，粘滯阻力f也較小，隨著小球速度的增加，

5、f也增加，當小球到達某個收尾速度時，它將作等速直線運動，即作用在小球上的三個力平衡：……………………………………………………（1）小球的直徑用d表示，體積。若實驗測得小球作勻速直線運動的某段距離及相應的下落時間t，則得：…………………………………………………（2）斯托克斯定律要求小球是在無限寬廣的液體中下落，但實際容器的直徑和深度總是有限的，所以所得小球的速度比在無限寬廣中要小，故實測的速度要乘以一個修正因子，才能得到粘滯系數的正確值。對于圓柱形管，修正因子為,其中D為管子的內直徑。于是，落球法求液體粘

6、滯系數的計算公式為：13落球法測定液體的粘滯系數……………………………………………………（3）由修正因子可見，對于同樣大小的小球，園管的直徑D越大，修正因子越??；對同一圓管，小球直徑越大，修正因子越大。所以實驗要求：①小球直徑很?、趯嶒炛斜仨毐M量做到小球沿圓管的中央軸線下落，減少和消除管壁效應不均勻性對結果的影響。實驗裝置落球法粘滯系數測定儀、小鋼球、甘油、米尺、千分尺、游標卡尺、液體密度計、電子分析天平、激光光電計時儀、溫度計等。13落球法測定液體的粘滯系數實驗內容1、調整粘滯系數測定儀及實驗準備①調

7、整底盤水平，在儀器橫梁中間部位放重錘部件，調節(jié)底盤旋鈕，使重錘對準底盤的中心圓點。②將實驗架上的上、下兩個激光器接通電源，可看見其發(fā)出紅光。調節(jié)上、下兩個激光器，使其紅色激光束平行地對準錘線。①收回重錘部件，將盛有被測液體的量筒放置到實驗架底盤中央，并在實驗中保持位置不變。②在實驗架上放上銅球導管，將小球放入銅質球導管，看其是否能阻擋光線，若不能，則適當調整激光器位置。2、用溫度計測量液體溫度，在全部小球下落完后，再測量一次液體的溫度，取平均值作為實際液體溫度。3、用電子計時儀器測量小球的勻速運動速度①

8、測量上、下二個激光束之間的距離。②用電子計時儀器測量小球通過兩個激光束的時間。實驗數據及處理分析天平測小球質量數據如下：第一組：13落球法測定液體的粘滯系數砝碼位置砝碼質量(mg)停點分度值及稱衡結果右盤0=S===+S()===左盤0====+S()===左盤=10.65=10.7167=9.6667右盤=10.1833=9.8333=10.1第二組：砝碼位置砝碼質量(mg)停點分度值及稱衡結果右盤0S==13落球法測定液體的粘滯系數=+