落球法测定液体粘滞系数

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1、落球法测定液体的粘滞系数目录实验目的2实验仪器2实验原理2实验装置4实验内容5实验数据及处理5观察与思考12实验总结1313落球法测定液体的粘滞系数落球法测定液体的粘滞系数实验目的1、用落球法测定液体的粘滞系数。2、进一步熟悉基本测量工具的使用。实验仪器FD—VM—II型落球法液体粘滞系数测定仪（激光光电传感器计时）、甘油、游标卡尺、温度计、小刚球、小磁钢、螺旋测微器、液体密度计。实验原理各种实际流体在流动时，平行于流动方向的内部各层速度是不同的，于是作相对运动的各层流体间存在着粘滞性摩擦阻力，简称内摩擦力。牛顿给出了表征内摩擦力f

2、的定律：，即f的大小正比于流层移动的速度梯度和流层间的接触面积，比例系数叫做粘滞系数，它是表征流体相邻流层内摩擦力大小的一个物理量。它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数，液体的粘滞性的测量是非常重要的，例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态，这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。因此，测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。又如，

3、石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。13落球法测定液体的粘滞系数测量液体粘度有多种方法，本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。物体的粘滞系数值因温度不同而变化很大，因而没有注明温度的任何流体的粘滞系数值是毫无意义的。半径为r的光滑球，以速度v在均匀的无限宽广的液体

4、中下落时，若速度不大，球的半径也很小，在液体中不产生涡流时，斯托克斯指出，小球在液体中受到阻力为：，必须指出，这阻力并非是球和液体之间的阻力，而是球面上附着一层液体和不随球运动的液体之间的阻力，亦即流体的内摩擦力或粘滞阻力，方向与小球运动方向相反。设小球的密度为，体积为V，则小球在密度为的液体中下落时，除受到粘滞性阻力作用外，还受到重力和浮力，起初，由于小球下落速度较小，粘滞阻力f也较小，随着小球速度的增加，f也增加，当小球到达某个收尾速度时，它将作等速直线运动，即作用在小球上的三个力平衡：……………………………………………………（1

5、）小球的直径用d表示，体积。若实验测得小球作匀速直线运动的某段距离及相应的下落时间t，则得：…………………………………………………（2）斯托克斯定律要求小球是在无限宽广的液体中下落，但实际容器的直径和深度总是有限的，所以所得小球的速度比在无限宽广中要小，故实测的速度要乘以一个修正因子，才能得到粘滞系数的正确值。对于圆柱形管，修正因子为,其中D为管子的内直径。于是，落球法求液体粘滞系数的计算公式为：13落球法测定液体的粘滞系数……………………………………………………（3）由修正因子可见，对于同样大小的小球，园管的直径D越大，修正因子越小

6、；对同一圆管，小球直径越大，修正因子越大。所以实验要求：①小球直径很小②实验中必须尽量做到小球沿圆管的中央轴线下落，减少和消除管壁效应不均匀性对结果的影响。实验装置落球法粘滞系数测定仪、小钢球、甘油、米尺、千分尺、游标卡尺、液体密度计、电子分析天平、激光光电计时仪、温度计等。13落球法测定液体的粘滞系数实验内容1、调整粘滞系数测定仪及实验准备①调整底盘水平，在仪器横梁中间部位放重锤部件，调节底盘旋钮，使重锤对准底盘的中心圆点。②将实验架上的上、下两个激光器接通电源，可看见其发出红光。调节上、下两个激光器，使其红色激光束平行地对准锤线。

7、①收回重锤部件，将盛有被测液体的量筒放置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变。②在实验架上放上铜球导管，将小球放入铜质球导管，看其是否能阻挡光线，若不能，则适当调整激光器位置。2、用温度计测量液体温度，在全部小球下落完后，再测量一次液体的温度，取平均值作为实际液体温度。3、用电子计时仪器测量小球的匀速运动速度①测量上、下二个激光束之间的距离。②用电子计时仪器测量小球通过两个激光束的时间。实验数据及处理分析天平测小球质量数据如下：第一组：13落球法测定液体的粘滞系数砝码位置砝码质量(mg)停点分度值及称衡结果右盘0=S===+S()

8、===左盘0====+S()===左盘=10.65=10.7167=9.6667右盘=10.1833=9.8333=10.1第二组：砝码位置砝码质量(mg)停点分度值及称衡结果右盘0S==13落球法测定液体的粘滞系数=+