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物理实验预****报告
化学物理系 05级 张亮 学号 PB05206050
一、实验题目:落球法测定液体的粘度
二、实验目的:通过用落球法测量油的粘度,学****并掌握测量的原理和方法
三、实验原理:
实验原理
斯托克斯公式的简单介绍
粘滞阻力是液体密度、温度和运动状态的函数。从流体力学的基本方程出发可导出斯托克斯公式: 粘滞阻力 (1)
η的表示
在一般情况下粘滞阻力F是很难测定的。还是很难得到粘度η。为此,考虑一种特殊情况:小球的液体中下落时,重力方向向下,而浮力和粘滞阻力向上,阻力随着小球速度的增加而增加。最后小球将以匀速下落,由式得
(2)
式中ρ是小球的密度,g为重力加速度,由式(2)得
(3)
由对Re的讨论,我们得到以下三种情况:
当Re<,可以取零级解,则式(3)成为
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(4
即为小球直径和速度都很小时,粘度η的零级近似值。
(2)<Re<,可以取一级近似解,式(3)成为
(8)
(3)当Re>,还必须考虑二级修正,则式(6)变成
(9)
四、实验步骤:
用等时法寻找小球匀速下降区,测出其长度l。
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用螺旋测微器测定6个同类小球的直径,取平均值并计算小球直径的误差。
将一个小球在量筒中央尽量接近液面处轻轻投下,使其进入液面时初速度为零,测出小球通过匀速下降区l的时间t,重复6次,取平均值,然后求出小球匀速下降的速度。
测出R、h和ρ0(三次)及液体的温度T,温度T应取实验开始时的温度和实验结束时的温度的平均值。应用式(7)计算η0。
计算雷诺数Re,并根据雷诺数的大小,进行一级或二级修正。
选用三种不同直径的小球进行重复实验。
五、实验数据记录:
匀速下降区l/cm.
直径2R/cm
高H/cm
液体密度ρ0/
钢球密度ρ/
液体温度/℃
液体温度/℃
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