粘滯系數(shù)實驗報告

1、WORD格式浙江師范大學(xué)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(xué)號： 12990141 同組人：實驗日期 2013 年 10 月 24 日室溫：氣溫：一、實驗?zāi)康母鶕?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(biāo)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(dāng)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

2、 （ 1-1 ）式中為液體的粘度，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(dāng)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。由此式可得專業(yè)資料整理WORD格式(mr ) g46rv令3vr

3、 ，得343mr3g1-26rv 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 :rrvv(12.4)(113.3)1-30hR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3(mr )g1-46 rv(1 2.4 r)(13.3 r )0hR其次，斯托克斯公式是假設(shè)在無渦流的理想狀態(tài)下導(dǎo)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2rv0Re1-5當(dāng)雷諾數(shù)不甚大（一般在Re10)時，斯托克斯公式修正為319F6rv(1ReRe1-62) 11010

4、80則考慮此項修正后的粘度測得值0 等于319210(1ReRe)1-71610800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 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(biāo)記12N1 , N 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2專業(yè)資料整理WORD格式圖 1-2將測量用的小鋼球用乙醚、酒精混合液洗凈，擦干后，測量直

5、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 間2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 v。0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 cm60.40670.40680.40690.406100.404直徑均值測得大球直徑d 為 0.804cm，小球直徑 d2 為 0.406cm1專業(yè)資料整理WORD格式測得 5 個大球的質(zhì)量為10.5g ，則單個大球質(zhì)量為1測得 10 個小球的質(zhì)量為 2.6g ，則單個小球質(zhì)量m為 0.26g22利用密度計測得待測液密度為1.03gcm量筒內(nèi)半徑 R 為 2.425cmN1 ,N 間距 l 為 12cm2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 s67.0377.0486.9696.97106.94平均l0.1210.12由1v，得大球的 v 0.05ms，小球的 vms0t2.1500.027