落球法測(cè)量液體的粘滯系數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、一、 一、 名稱(chēng)：落球法測(cè)量液體的黏滯系數(shù) 名稱(chēng)：落球法測(cè)量液體的黏滯系數(shù)二、 二、 目的： 目的：1.觀察小球在液體中的下落過(guò)程，了解液體的內(nèi)摩擦現(xiàn)象。2.掌握用落球法測(cè)定液體粘滯系數(shù)的原理和方法。3.掌握秒表、密度計(jì)等基本測(cè)量?jī)x器的使用方法。三、 三、 器材： 器材：變溫黏度測(cè)量?jī)x， 溫控實(shí)驗(yàn)儀，秒表，螺旋測(cè)微器，鋼球若 ZKY PID ?干。四、 四、 原理： 原理：質(zhì)量為 m 的金屬小球在黏滯液體中下落時(shí)，它會(huì)受到三個(gè)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(zhì)量均勻、體積較小、表面光滑，小球在液體中下落時(shí)不產(chǎn)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(chēng)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(yùn)動(dòng) ? d v時(shí)相對(duì)于流體的速度。當(dāng)小球開(kāi)始下落時(shí)，速度較小，所受到的黏滯阻力也較小，這時(shí)小球的重力大于浮力和黏滯阻力之和，小球做加速運(yùn)動(dòng)；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(dāng)小球的速度達(dá)到一定的數(shù)值 （稱(chēng)收尾速度）時(shí)，三個(gè)力達(dá)到平衡，小球所受合力為 0 v零，小球開(kāi)始勻速下落，此時(shí)? （2） + G F ?即 （3） 0 0 3 mg gV v d ? ?? ? ?式中 分別表示小球的質(zhì)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(shù)改變對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程的影響，探索最佳控制參數(shù)。若只是把溫控儀作為實(shí)驗(yàn)工具使用，則保持儀器設(shè)定的初始值，也能達(dá)到較好的控制效果。3、 測(cè)定小球直徑由 及 可見(jiàn)，當(dāng)液體黏度及小球密度一定時(shí)，雷諾數(shù) ∝ 0 0ev d R ?? ?200( )18gdv? ? ? ? ? e R。在測(cè)量蓖麻油的黏度時(shí)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(jí)雷諾修正。用螺旋測(cè)微

5、器測(cè)定小球的直徑 d，將數(shù)據(jù)記錄入表中。4、 測(cè)定小球在液體中下落速度并計(jì)算黏度溫控儀溫度達(dá)到設(shè)定值后再等約 10min，使樣品管中的待測(cè)液體溫度與加熱水溫完全一致，才能測(cè)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(yīng)調(diào)節(jié)其鉛直。測(cè)量過(guò)程中，盡量避免與液體的擾動(dòng)。用秒表測(cè)量小球落經(jīng)一段距離的時(shí)間 t，并計(jì)算小球速度 ,用 或 0 v200( )18 (1 2.4 )gdd v D? ? ?

6、 ? ??計(jì)算黏度 ，記入表中。在表中，列出了部分溫度下黏度的標(biāo)準(zhǔn)值，可將這 1 0 0316 v d ? ? ? ? ? ?些溫度下黏度的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，并計(jì)算相對(duì)誤差。將表中 的測(cè)量值在坐標(biāo)紙作圖， ?表明黏度隨溫度的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)使用。六、 六、 記錄： 記錄：小鋼球的直徑次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 平均值3 /10 d m ?黏度的測(cè)定時(shí)間