粘滯系數(shù)實驗報告

1、浙江師范大學實驗報告實驗名稱：液體粘滯系數(shù)的測量班級：綜合理科121 班姓名：周琚學號： 12990141同組 人：實驗日期2013年 10 月 24 日 室溫：氣溫：一、實驗目的根據(jù)斯托克斯公式用落球法測定洗潔精的粘滯系數(shù)。二、儀器與用具玻璃量筒 ( 容量 500ml) 、停表、游標卡尺、物理天平、密度計、溫度計、小球 ( 一種 5 個，一種 10 個，直徑 1mm到 2mm，鑷子，待測液體（洗潔精）三、知識背景當半徑為 r 的光滑圓球，以速度 v 在均勻的無限深廣的液體中運動時，若速度不大，球也很小，在液體中不產(chǎn)生渦流的情況下，斯托克斯指出，求在液體中所受的阻力F為F6vr （1-1 ）式

2、中 為液體的粘度，此式稱為斯托克斯公式，從上式可知，阻力 F 的大小和物體運動速度成正比例當質(zhì)量為 m ，體積為 v 的小球在密度為的液體中下落時，作用在小球上的力有三個，即：（ 1）重力 mg（ 2）液體的浮力vg（3）液體的粘滯阻力 6vr這三個力都作用在同一鉛直線上， 重力向下，浮力和阻力向上。 球剛開始下落時，速度 r 很小，阻力不大，小球做加速下降。隨著速度的增加，阻力逐漸加大，速度達到一定值時，阻力和浮力之和將等于重力，那時物體運動的加速度等于零，小球開始勻速下降，即：mgvg6vr此時的速度成為終極速度。由此式可得(mr ) g6 rv令 v4r 3 ，得3m4r 33 g 1-

3、26 rv由于液體在容器中，而不滿足無限深、廣的條件，這時實際測得的速度r 和上述式中的理想條件下的速度r 之間存在如下關(guān)系 :vv0(1 2.4 r )(1 13.3 r ) 1-3Rh式中 R為盛液體圓筒的內(nèi)半徑， h 為筒中液體的深度，將1-3 代入式 1-2 ，得(m4 r 3 )g31-46rv0 (12.4 r )(13.3 r )Rh其次，斯托克斯公式是假設(shè)在無渦流的理想狀態(tài)下導出的，實際小球下落時不能是這樣理想狀態(tài)，因此還要進行修正。己知在這時的雷諾數(shù)Re為Re2rv01-5當雷諾數(shù)不甚大（一般在Re<10)時，斯托克斯公式修正為F6 rv(13 Re19 Re2 ) 1

4、 1-6101080則考慮此項修正后的粘度測得值0 等于0(13 Re19Re2 ) 11-71610800實驗時，先由 1-4 求出近似值，用此代入式 1-5求出 Re ，最后由式 1-6 求出最值0 。若 Re 值很大時，粘滯力 F 與粘滯系數(shù)無關(guān)， 而與液體密度有關(guān)； 同時，F(xiàn) 不再與 v 、 r 的一次方成正比，而是與 v 、 r 的平方成正比四、實驗內(nèi)容與步驟1. 實驗裝置如圖 1-2 所示，在量筒 400ml 和 150ml，分別設(shè)標記 N1 , N2 ，測量 N1 , N 2 間距 l ，量筒內(nèi)半徑 R ，液體深度 h ， 用密度計測量待測液的密度圖 1-22. 將測量用的小鋼球

5、用乙醚、酒精混合液洗凈，擦干后，測量直徑和質(zhì)量（分別取 5 個或 10 個求得直徑測平均；同時測 10 個球的質(zhì)量，求出一個的質(zhì)量） 。3. 用鑷子取一小球，在量筒中心軸線處放入液中， 用停表測出小球通過 N1, N 2 間的時間 t ，逐一測量 5 ?；?10 粒小球下落所需的時間，求出 t 的平均值，再求 v0 。4. 求出結(jié)果五、實驗數(shù)據(jù)和處理（ 1）大球直徑 cm小球直徑 cm10.8060.40620.8040.40630.8020.40640.8040.40650.8060.40460.40670.40680.40690.406100.404直徑均值0.8040.406測得大球直徑

6、 d1 為 0.804cm，小球直徑 d2 為 0.406cm測得 5 個大球的質(zhì)量為10.5g ，則單個大球質(zhì)量m1 為 2.1g測得 10 個小球的質(zhì)量為2.6g ，則單個小球質(zhì)量m2 為 0.26g利用密度計測得待測液密度為 1.03 g cm 2量筒內(nèi)半徑 R 為 2.425cmN1 , N 2 間距 l 為 12cm液體深度 h 為 26.7cm（ 2）測大球與小球在待測液中的下落速度大球下落時間 s小球下落時間 s12.197.0022.187.1032.156.9942.107.0652.126.9067.0377.0486.9696.97106.94平均2.157.00由 vl ，得大球的 v00.120.05m 1 s ，小球的 v00.120.