实验 36 落球法测定液体粘度
实验目的:
1、观察液体的内摩擦现象,学会用落球法测量液体粘度.
2、掌握基本测量仪器(如游标卡尺、螺旋测微计、秒表、比重计等)的方法.
3、学会用计算机辅助设计,了解进行科学实验的方法.
实验要求:
1、用计算机进行辅助设计,选择合适的实验条件.
2、用不同大小和材质的小球对不同的液体进行实验,以验证计算机辅助设计选择的实验条件的合理性与正确性.
3、用不同直径的圆柱形玻璃管进行实验,研究管壁对小球运动的影响.
4、测定蓖麻油的粘度.
5、用实验研究小球运动的收尾速度.
仪器设备:
各种不同规格的玻璃圆筒、小球和液体、游标卡尺、螺旋测微计、米尺、秒表、
比重计、温度计等.
实验提示:
在稳定流动的流体中,因为各层流体的速度不同就会产生切向力,快的一层给慢的一层拉力,慢的一层给快的一层阻力.这一对力称为流体的内摩擦力或粘滞力.
若小球在无限广延的均匀液体中下降,且在运动过程中不产生旋涡,则根据St。kes定律,小球受到的粘滞力为
式中,η是液体的粘度,r是小球的半径,v是小球的运动速度.
同时,小球还受到重力ρVg、浮力ρ。Vg的作用,根据受力分析
式中,d为小球直径,ρ为小球的密度,ρ。为液体密度.
小球刚落入液体时,速度较小,相应的粘滞力也较小,小球作加速运动.随着小球运动速度的增加,粘滞力也增加,最后三力达到平衡,小球作匀速运动,此时的速度v称为收尾速度(又叫极限速度).即
整理后可得液体的粘度
由于式(36-4)只适用于小球在无限广延的液体内运动的情形.在实验条件下,小球是在直径为D的装有液体的圆柱形玻璃管中运动的,考虑管壁对小球运动的影响,则式(36-4)应修正为
…… …… 余下全文