实验报告液体粘度的测量.docx

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1、肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告07级电子⑴班2B组实验合作者李雄实验日期2008年4月16日姓名：王英学号25号老师评定实验题目：液体粘度的测量（落球法）目的：根据斯托克斯公式用橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。实验仪器仪器名称量程分度值零点读数（系统的初始误差）停表0.01SS米尺2m0.001m~螺旋测微计25mm0.01mm-0.001mm游标卡尺125mm0.02mm0.00mm温度计100C1C—分析天平200g0.001g—~—一—密度计1g/cm30

2、.005g/cm实验原理：由于液体具有粘滞性，固体在液体内运动时，附着在固体表面的一层液体和相邻层液体间有内摩擦阻力作用，这就是粘滞阻力的作用。对于半径r的球形物体，在无限宽广的液体中以速度v运动，并无涡流产生时，小球所受到的粘滞阻力F为F6rv（1）公式（1）称为斯托克斯公式。其中n为液体的粘滞系数，它与液体性质和温度有关。如果让质量为m半径为r的小球在无限宽广的液体中竖直下落，它将受到三个力的作用，即重力mg液体浮力f为4r3g、粘滞阻力6rv，这三个力作用在同一直线上，方向如图1所示。起初速度小，重力大于3

3、g其余两个力的合力，小球向下作加速运动；球所受合力为零时，即43mgrg6rv003小球以速度Vo向下作匀速直线运动，故43（m-r）g6rv。当小球达到收尾速度后，通过路程/43、（m3r）g6rL随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。当小vo称收尾速度。由公式（2）可得f(?(3)mgL所用时间为图1t，贝Uvo=L/t，将此公式代入公式（3）又得(4)但实验中小球是在内半径为R的玻璃圆筒中的液体里下上式成立的条件是小球在无限宽广的均匀液体中下落，落，筒的直径和液体深度都是有限的，故实验时作用

4、在小球上的粘滞阻力将与斯托克斯公式给出的不同。当圆筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的。为此在斯托克斯公式后面加一项修正值，就可描述实际上小球所受的粘滞阻力。加一项修正值公式（4）将变成（m4r3）g3t6rL12.4-R式中R为玻璃圆筒的内半径，实验测出体的粘滞系数n。(5)P、t、L和R,用公式（5）可求出液Ni实验内容：橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。■■J.VL.■L「温度计N2“图2Ua(x)(Xix)2/n(n1)UB=仪/屈,uc(x)={

5、(Ua(x))2(Ub)2i1相对不确定度ue=u/X,如果是多次测量就要算Ua,是单次测量只算UB则可。数据处理方法一2.测量记录待测液体的密度P0=0.950g/cm3=950Kg/m330个小球与盘的总质量m1=18.7018_g=0.0187018Kg盛小球的空盘质量m2=_18.5762g=0.0185762Kg1个小球与盘的质量m=(18.7018—18.5762)/30=4.1866X10_6Kg容器内径D=50.50mm=0.05050m液体总高度H=315.5mm=0.3155m下落咼度L=1

6、15.5cm=0.115m液体温度T=18°C重力加速度g=9.8m/s2数据记录及处理结果球号d(mm修正d(mmt(s)V(m/s)n(pa•S)11.0011.00241.052.8141.29820.9991.00040.952.8211.29831.0031.00441.032.8151.29340.9980.99941.122.8091.306:51.0001.00140.982.8181.29760.9970.99841.092.8111.307修正d=d—螺旋测微计的零点读数平均值1.300「U(

7、A)0.002U(E)0.2%)gn(m4r33Ua()(i)%(61)i1相对不确定度UE=U/,r6rL12.4-R测量结果表示为：n=(1.300±0.002)(Pa•s)=1.300X(1±0.2%)(Pa•s)J..根据有效数字的取值规则，不确定度只取一个有效数字根据有效数字的取值规则，测量结果有效数字的末位要与不确定度末位取齐数据处理方法二m；,则每一粒小钢球的质量为m=(m-m>)1、测小钢球的质量：把30粒小钢球装入小盘中，秤其质量为m,再秤空盘的质量为/30。秤得：m=18.7018±0.000

8、6(g)m=18.5762±0.0006(g)•••m=(m1-m2)/30=(18.7018-18.5762)/30=0.00418667(g)0=(0.0006±0.0006)/30=0.00004(g)结果表示：m=(4!8667±0.04)X103(g)=(4.18667±0.04)大10［旳)相对不确定度UEm=UZm=0.00004/0.00418667=1%