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1、實驗報告核科學技術學院2010級學號PB10214023姓名張浩然日期2011-5-25落球法測定液體的黏度PB10214023張浩然一、實驗題目：落球法測定液體的黏度二、實驗目的：通過落球法測量油的黏度，學習并掌握測量的原理和方法三、實驗器材：小鋼球、刻度尺、千分尺、游標卡尺、液體密度計、秒表、溫度計。四、實驗原理：1.斯托克斯公式的簡單介紹粘滯阻力是液體密度、溫度和運動狀態(tài)的函數(shù)。如果小球在液體中下落時的速度v很小，球的半徑r也很小，且液體可以看成在各方向上都是無限廣闊的（1）是液體的粘度，SI制中
2、，的單位是2.對雷諾數(shù)的影響雷諾數(shù)Re來表征液體運動狀態(tài)的穩(wěn)定性。設液體在圓形截面的管中的流速為v，液體的密度為ρ0，粘度為η，圓管的直徑為2r，則（2）奧西思-果爾斯公式反映出了液體運動狀態(tài)對斯托克斯公式的影響：（3）式中項和項可以看作斯托克斯公式的第一和第二修正項。隨著Re的增大，高次修正項的影響變大。(1).容器壁的影響考慮到容器壁的影響，修正公式為（4）(2).η的表示因F是很難測定的，利用小球勻速下落時重力、浮力、粘滯阻力合力等于零，由式（4）得（5）實驗報告核科學技術學院2010級學號PB1
3、0214023姓名張浩然日期2011-5-25可得（6）a.當Re<0.1時，可以取零級解，則式（6）就成為（7）即為小球直徑和速度都很小時，粘度η的零級近似值。b.當0.10.5時，還必須考慮二級修正，則式（6）變成或（9）五、實驗步驟：1.用等時法尋找小球勻速下降區(qū)，測出其長度l。2.用螺旋測微器測定6個同類小球的直徑，取平均值并計算小球直徑的誤差。3.將一個小球在量筒中央盡量接近液面處輕輕投下，使其
4、進入液面時初速度為零，測出小球通過勻速下降區(qū)l的時間t，重復6次，取平均值，然后求出小球勻速下降的速度。4.測出R、h和ρ0（三次）及液體的溫度T，溫度T應取實驗開始時的溫度和實驗結(jié)束時的溫度的平均值。應用式（7）計算η0。5.計算雷諾數(shù)Re，并根據(jù)雷諾數(shù)的大小，進行一級或二級修正。6.選用三種不同直徑的小球進行重復實驗。六、數(shù)據(jù)處理：1.首先是勻速區(qū)的尋找：利用最大的球進行對球體通過每個分段所用的時間測量，實驗數(shù)據(jù)有:實驗報告核科學技術學院2010級學號PB10214023姓名張浩然日期2011-5-
5、25高度h/cm14.8011.909.006.003.10時間t/s0.760.790.790.79則取3.10cm到11.90cm為勻速區(qū)，在實驗裝置上的刻度為400mL到1600mL再對距離進行進一步測定：400mL刻度對應的高度h1/cm3.13.153.121600mL刻度對應的高度h2/cm11.911.911.93小球落下的勻速區(qū)長度l/cm8.88.758.81則有：勻速區(qū)有平均值其標準差2.選取大中小三種小球，則有測量數(shù)據(jù)：大球直徑d1/cm0.39600.39800.39700.39
6、480.39720.3960中球直徑d2/cm0.23710.23710.23710.23700.23740.2371小球直徑d3/cm0.15800.15800.15800.15790.15790.1580大球質(zhì)量m1/g0.25620.25820.25580.25790.25710.2562中球質(zhì)量m2/g0.05510.05460.05470.05480.05490.0551小球質(zhì)量m3/g0.01630.01620.01620.01610.01610.0163有：大球直徑的平均值：其標準差有中球
7、直徑的平均值：其標準差有小球直徑的平均值：其標準差有大球質(zhì)量的平均值：實驗報告核科學技術學院2010級學號PB10214023姓名張浩然日期2011-5-25其標準差有則可得大球的密度為中球質(zhì)量的平均值：其標準差有則可得中球的密度為小球質(zhì)量的平均值：其標準差有則可得小球的密度為3.不同的球在液體中通過勻速區(qū)所用時間有實驗數(shù)據(jù)：大球時間t1/s2.132.002.052.042.092.04中球時間t2/s5.385.355.275.415.355.37小球時間t3/s11.9012.5711.7611.
8、5911.7511.98大球通過勻速區(qū)的時間有平均值其標準差有則可求得大球通過勻速區(qū)的速度有：中球通過勻速區(qū)的時間有平均值則可求得中球通過勻速區(qū)的速度有：實驗報告核科學技術學院2010級學號PB10214023姓名張浩然日期2011-5-25其標準差有小球通過勻速區(qū)的時間有平均值其標準差有則可求得小球通過勻速區(qū)的速度有：4.又有對盛裝液體的裝置的測量數(shù)據(jù)和密度計的讀數(shù)：內(nèi)直徑8.0808.1008.092液體高度17.5017.3517.4
