实验题目 落球法测定液体的粘度

简要原理：

预习问答：
１.使用时小球的释放高度要        。
Ａ.越高越好；B.越低越好C.适当。
２.定性分析小球半径大小和密度大小对测量结果的影响。
３.如何判断小球在液体中已进入匀速运动阶段？

实验记录：

1．实验仪器

2．测量记录

待测液体的密度          ρ₀=         g/cm³

小球与盘的总质量        m₁=         g

盛小球的空盘质量        m₂=         g

容器内径                D=         cm

液体总高度              H=         cm

下落高度                 L=         cm

液体温度                 T=         °C

重力加速度               g=         cm/s²

 

数据记录及处理结果

修正d′=d－螺旋测微计的零点读数

注意：写实验预习报告必须用专用的A4实验报告纸，不能用其他形式的作业本信纸方格纸等，并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。

第二篇：粘度

南昌大学物理实验报告

学生姓名：钟志宏学号： 5502111009 专业班级：本硕实验111班班级编号： S088

试验时间：13时00分 第 3 周 星期二 座位号：02 教师编号：T019 成绩：  

实验名称：液体粘滞系数测量

实验目的：1、了解用斯托克斯公式测定液体粘滞系数的原理和其适用条件。

          2、了解用奥氏黏度计测定液体粘滞系数。

          3、了解用落球法测定液体粘滞系数。

实验原理：一、落球法测定液体粘滞系数

 如图所示：当一金属小球在粘性液体中下落时（如图1）它受到三个铅直方向的力：竖直向下的重力(mg)、液体作用于小球的浮力( f )、与小球运动方向相反的粘滞阻力( F )（如图1）如果液体无限深广，在小球下落速度v较小情况下，有：

                                           （1）         

式（1）称为斯托克丝公式，其是小球的半径；为液体的粘度—粘滞系数，其单位是Pa·s。

                                                

                  图1 液体的粘滞系数测量装置

南昌大学物理实验报告

学生姓名：钟志宏学号： 5502111009 专业班级：本硕实验111班班级编号： S088

试验时间：13时00分 第 3 周 星期二 座位号：02 教师编号：T019 成绩：  

     小球开始下落时，由于速度小，阻力不大；随着下落速度的增大，阻力也增大。最后，三个力达到平衡，即：

                                   （2）       

由上式可得：

                                       （3）

令小球的直径为，因此小球的体积为 ，那么小球的质量可写为，其中为小球材料的密度。小球下落的速度为 ，其中为小球下落的高度，为小球下落高度所用的时间，代入公式（3）中得：

                                     （4）

实际上，在实验中，待测液体必须盛于容器中，故不能满足无限深广的条件，若小球沿筒的中心轴线下降，式（4）须做如下修正，方能符合实际情况：

            （5）

其中D为容器内径，H为液柱高度。

        

         二、奥氏黏度计测定液体粘滞系数

    1840年泊肃叶（Poiseulle）研究了牛顿液体在毛细管中的流动，他发现当液体在毛细管中稳定流动时，流经毛细管的流量V与毛细管两端压强差ΔP＝P1-P2、毛细管半径r0的四次方及时间t成正比，与毛细管的长度L、液体的粘滞系数η成反比。

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试验时间：13时00分 第 3 周 星期二 座位号：02 教师编号：T019 成绩：  

  

 根据泊肃叶公式：

               

则由此可得液体的粘滞系数为：

                         

其中V＝Qt为时间t内流过毛细管的液体体积。

因此可以用比较法测量未知液体的粘滞系数。即让相同体积的标准液体（如蒸馏水）和待测液体分别流过同一粘度计，如果两种液体其密度和粘滞系数分别为ρ1，η1和ρ2，η2通过相同的毛细管的时间分别为t1和t2，则有

                                                           由此可见，如果已知液体1的ρ1，η1和液体2的ρ2，测出两种液体通过毛细管的时间t1和t2，即可求出液体2的粘滞系数η2。从而使实验简化，并提高了测量的精确度。

                奥氏黏度计装置图：

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试验时间：13时00分 第 3 周 星期二 座位号：02 教师编号：T019 成绩：  

实验内容：

1、测定某一温度下酒精的粘滞系数。

2、取下粘度计，用酒精洗涤（9 ml）干净，洗涤后的酒精倒入酒精回收瓶。

3、将9 ml的酒精注入粘度计，按3、4的步骤操作，记下此时的温度T₂和时间t₂，重复三次。

4、将酒精倒出，取下粘度计，用蒸馏水洗净。2、用9 ml蒸馏水洗涤粘滞计，尤其是毛细管一定要洗涤干净。

5、将粘度计如图1固定于水槽中，注意毛细管要竖直。

6、将9 ml蒸馏水自A管注入，利用吸球自B管开口处将管中的蒸馏水吸至高于刻痕m上一点，捏住橡胶管，取下吸球。

7、放开橡胶管，使毛细管中蒸馏水自然下降，当液体流经刻痕m时按下秒表开始计时，当液体流经刻痕n时按下秒表停止计时，记下时间t₁和温度T₁。按步骤3、4重复三次。

9、查出选定温度下水和酒精的密度ρ₁、ρ₂，利用(3)式计算η₂，如果和理论值的误差大于5％，则重做实验。

实验数据及分析：

水密度ρ₁=1.0g/c

酒精密度ρ₂=0.8g/

        水的黏度系数：0.98pa-s

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试验时间：13时00分 第 3 周 星期二 座位号：02 教师编号：T019 成绩：  

       酒精的粘滞系数：=1.160pa-s

相对误差：=

不确定度：0.005pa-s

结果表达式：=

         

实验小结：一、斯托克斯定律成立的条件有以下5个方面：

        1）媒质的不均一性与球体的大小相比是很小的；

        2）球体仿佛是在一望无涯的媒质中下降；

           3）球体是光滑且刚性的；

 4）媒质不会在球面上滑过；

 5） 球体运动很慢，故运动时所遇的阻力系由媒质的粘滞性所致，而不是因球体运动所推向前行的媒质的惯性所产生。

二、用奥氏黏度计测定液体粘滞系数时，注意先用酒精做实验，以减少误差。并且实验时，奥氏黏度计的细管内不能有空气泡，否则会增大误差。