用落球法测定液体的粘度

1、用落球法测定液体的粘度| 时间：2021.03.01创作：欧阳语实验目的1.根据斯托克斯公式，用落球法测液体的粘度。2?学习间接测量结果的误差估算。实验仪器玻璃圆筒，小钢球，停表，螺旋测微器，直尺，温度表，镉子，提网（或磁铁），待测液体（甘油或葱麻油）。实验原理在液体内部，不同流速层的交接面上，有切向相互作用力，流速大的一层受到的力和它的流速方向相反，使之减速；流速小的一层受到的力和它的流速方向相同，使之加速。这样，相互作用的结果，使相对运动减慢。流体的这种性质就是粘滞性。这一对力称为内摩擦力，也称为粘滞力。当半径为r的光滑球形固体，在密度为久粘滞系数为且液面为无限宽广的粘滞流体中以速度1/运

2、动时，若速度不大、球较小、液体中不产生涡流，则小球受到的粘滞力为F=6兀jjrV当密度为一体积为1/体的小球在密度为A,的液体中下落时，作用在小球上的力有三个：重力P=Py体g;液体的浮力会几1/体g,液体的粘滞阻力这三个力都在同一铅直线上z如图4所示。球开始下落时的速度很小”所受的阻力不大，小球加速下降，随着速度的增加，所受的阻力逐渐加大。当速度达到一定值时，阻力和浮力之和将等于重力，即P1/体g二几1/体g+61/此时小球的加速度为零，匀速下降，这个速度称为收尾速度(或平衡速度)。将"体二穆曲代入上式可得_-3mi6(P"03Z%所以二1?一V(4-1)式中二2厂为小球

3、的直径。实验时使小球在有限的圆形油筒中下落，液体不是无限宽广的，考虑到圆筒器壁的影响，应对斯托克斯公式加以修正，式(41)变为1S-PJgd'18V(l+2.4)(1+1.65-)二Dh(4-2)式中，。为圆筒的内径，力为筒内液体的高度，为小球直径。实验测定时，由于d?h，则式(4?2)分母中的165(1+d)7该式可改写成(P-Pjgd:18v（+?4）心;件3）由上式可以测定，在国际单位制中的单位是Pa?S。实验内容及步骤1?实验采用大小相同的小钢球，用千分尺7（关于千分尺的使用参见实验一）测出其中一i4#个小球的直径，并在不同的方向上测8次，求为三工三一其平均直径。二二二二B注意

4、千分尺的零点读数。：二二:二二£2?确定小球在筒中央匀速落下的范围:NZ,如图42所示。方法是：在玻璃筒上、中、下因4-2测呈示意甸三处用橡皮筋分别作出标记线Nh、2、N30令线间距离NIN2二N2N3.测出小球通过两段液体的时间fi和12o若Z贝小球在中作匀速运动。若柱5,则说明小球通过/Vi标线后仍然作加速运动，应将、N3?在不变的情况下。重复做8次，记取相应的时间匚并计算标线下移并韬寺NIN2=N2N纸i试测几次直到r严协其平均值尸。4?测量线间距L=N1N8次，计算其平均值厂，并计算出小球收尾速度V=L/to5?测量圆筒内径D（测一次），测量液体的温度（即室6?小钢球密度*,

5、液体密度几由实验室给出（也可由物理手册查出)。7?根据式(4?3)计算的平均值及其误差，并分析所得结果。数据记录与处理1 .数据记录&二,D=,po=,p=表4J测量液体的粘滞系数2 .用误差传递公式求沪的相对误差和平均值标准差。3 ?写出测量结果()±()Pa?s实验注意事项1?实验时液体中应无气泡，小钢球也不能粘有气泡。4 .球必须在筒的中心下落。3?液体的粘度随温度的改变会发生显著变化，因此，在实验中不得用手摸圆筒。思考题1.实验时，如果不用标线M,测出小球从M到筒底的时间是否可以？2?若使小球在靠近筒壁处下落是否可以?为什么？3.实验时室温的变化对实验有什么影响？附表不同