落球法測量液體的粘滯系數實驗報告

1、一、 一、 名稱：落球法測量液體的黏滯系數 名稱：落球法測量液體的黏滯系數二、 二、 目的： 目的：1.觀察小球在液體中的下落過程，了解液體的內摩擦現象。2.掌握用落球法測定液體粘滯系數的原理和方法。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，小球的質量均勻、體積較小、表面光滑，小球在液體中下落時不產生漩渦，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， 是小球在流體中運動 ? d v時相對于流體的速度。當小球開始下落時，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，當小球的速度達到一定的數值 （稱收尾速度）時，三個力達到平衡，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 ? ? ? ? ? ? ? ?數改變對調節(jié)過程的影響，探索最佳控制參數。若只是把溫控儀作為實驗工具使用，則保持儀器設定的初始值，也能達到較好的控制效果。3、 測定小球直徑由 及 可見，當液體黏度及小球密度一定時，雷諾數 ∝ 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，將數據記錄入表中。4、 測定小球在液體中下落速度并計算黏度溫控儀溫度達到設定值后再等約 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，應調節(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準值，可將這 1 0 0316 v d ? ? ? ? ? ?些溫度下黏度的測量值與標準值比較，并計算相對誤差。將表中 的測量值在坐標紙作圖， ?表明黏度隨溫度的變化關系。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 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值3 /10 d m ?黏度的測定時間