落球法測定液體黏度

1、肇慶學(xué) 院學(xué)院課實驗預(yù)習(xí)報告級班組實驗合作者實驗日期 姓名:學(xué)號 老師評定實驗題目落球法測定液體的粘度實驗?zāi)康模?1) 學(xué)習(xí)和掌握一些基本物理量的測量(2) 學(xué)會落球法測定液體的粘滯系數(shù)簡要原理：一個在靜止液體中下落的小球受到重力、浮力和粘滯阻力3個力的作用，如果小球的速度v很小，d為小球直徑，且液體可以看成在各方向上都是無限廣闊的，則從流體力學(xué)的基本方 程可以導(dǎo)出表示粘滯阻力的斯托克斯公式：F=3 n rjvd由于粘滯阻力與小球速度v成正比，小球在下落很短一段距離后(參見附錄的推導(dǎo))，所受3力達到平衡，小球?qū)⒁詖0勻速下落，此時有：1/6 n dA3( p -p 0)g=3 n qvOd(2

2、)(2)式中p為小球密度，p 0為液體密度。由(2)式可解出粘度n的表達式：n=( p -p 0)gdA2/18v0(3)本實驗中，小球在直徑為D的玻璃管中下落，液體在各方向無限廣闊的條件不滿足，此時粘滯阻 力的表達式可加修正系數(shù) (1+2.4d/D) , (3)式可修正為：r=( p -p 0)gdA2/18v0(1+2.4d/D)(4)當(dāng)小球的密度較大，直徑不是太小，而液體的黏度值又較小時，小球在液體中的平衡速度v0會達到較大的值，奧西斯果爾斯公式反映出了液體運動狀態(tài)對斯托克斯公式的影響：F=3n ryd (1+Re-19ReA2/1080+)(5)其中Re稱為雷諾數(shù)，是表征液體運動狀態(tài)的

3、無量綱參數(shù)。Re=v0d Q/ n(6)當(dāng)Re<0.1時，可認為式(1)、式(4)成立。當(dāng)0.1<Re<1時，應(yīng)考慮式(5)中1級修正項 的影響，當(dāng)Re>1時，還需考慮高級修正項?？紤]式(5)中i級修正項的影響及玻璃管的影響后，黏度n可表示為：耳1=( p -p 0)gdA2/18v0(1+2.4d/D)(1+3Re/16)= n/(1+3Re/16)(7)他可以表示成零級近似解的函數(shù)：n= rP-3/16dv Q(8)已知或測量得到 Ddv等參數(shù)后，由式(4)計算黏度，再由式(6)計算Re,若需計算 Re 的1次修正，則由式(8)計算經(jīng)修正的黏度n預(yù)習(xí)問答：1 使用時小球的釋放高度要 。A越高越好；B.越低越好C.適當(dāng)。2 .定性分析小球半徑大小和密度大小對測量結(jié)果的影響。3 .如何判斷小球在液體中已進入勻速運動階段？實驗記錄：1 實驗儀器儀器名稱量程分度值零點讀數(shù)分析天平密度計停表米尺螺旋測微計游標(biāo)卡尺溫度計2.測量記錄待測液體的密度P 0=g/cm小球與盤的總質(zhì)量m=g盛小球的空盤質(zhì)量m2=g容器內(nèi)徑D=cm液體總高度H=cm下落咼度L=cm液體溫度T=° C重力加速度g=cm/s2數(shù)據(jù)記錄及處理結(jié)果球號d (mm