落球法测量液体的粘滞系数.docx

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落球法测畳液体的粘滞系数
实验内容:
熟悉斯托克斯定律，掌握用落球法测量液体的粘滞系数的原理和方法。
实验仪器:
落球法粘滞系数测世仪、小钢球、麓麻汕、千分尺、激光光电讣时仪
实验原理:精选文库
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落球法测畳液体的粘滞系数
实验内容:
熟悉斯托克斯定律，掌握用落球法测量液体的粘滞系数的原理和方法。
实验仪器:
落球法粘滞系数测世仪、小钢球、麓麻汕、千分尺、激光光电讣时仪
实验原理:
如图1,当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力〃?g、
液体作用于小球的浮力您V （V为小球体积，P为液体密度）和粘滞阻力F （英方向于小 球运动方向相反）0如果液体无限深广，在小球下落速度V较小的情况下，有:
(1)
图1液休的粘滞系数测a装a
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上式称为斯托克斯公式，式中//为液体的粘滞系数，单位是Par, r为小球的半径。
斯托克斯足律成立的条件有以卜• 5个方而:
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。
小球开始下落时，由于速度尚小•所以阻力不大，但是随着下落速度的增大，阻力也随 之增大。最后，三个力达到平衡，即:
一彳代入上式得:
于是小球开始作匀速宜线运动，由上式可得:
令小球的宜径为d ,并用ni = — cPp. v = -
6 Z
9-Q)gd 勺
7 =
18/
(2)
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其中Q'为小球材料的密度，/为小球匀速下落的距离，卩为小球下落/距离所用的时间。
实验时，待测液体盛于容器中，故不能满足无限深广的条件，实验证明上式应该进行
修正。测戢表达式为:
(]+ 知 务
(3)
其中D为容器的内径，H为液柱高度。
:

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1）调整底盘水平，在仪器横梁中间部位放重锤部件，调节底盘旋钮，使重锤对准底盘的
2)
将实验架上的两激光器接通电源，并进行调节，使其红色激光束平行对准锤线。
3)
收回重锤部件，将盛有待测液体的量筒放宜到实验架底盘中央，并在实验中保持位置
不变。
4)
在实验架上放上钢球导管。小球用洒精淸洗干净，并用滤纸吸干。
5)
将小球放入钢球导管，看夷能否阻挡光线，如不能，则适当调整激光器位置。
，在全部小球下落完后再测一次油温，取尖平均值。
/ O
，当小球落下，阻掛上面的红色激光束，秒表开始记时，到小球落
到阻挡下而的红色激光束时，停止记时，读出下落时间，重复6次。
5. il •算餾麻汕的粘滞系数。
五、数据记录和数据处理
d (mm)
/ (ram)
D (mm)
H (mm)
p' (Kg/m )
p (Kg/n?)