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文档介绍
落球法测液体粘滞系数
中国民航大学物理实验论文
等厚干涉
班级:076041A
专业:中欧航空工程师学院
姓名:黄松
学号:071142111
邮箱:huangcauc@
联系电话:**********
2010 年 7 月
落球法测液体的粘滞系数
班级:B 姓名:黄松学号:071142111
【摘要】:本文通过深入分析物理实验“用落球法求液体的粘滞系数”的实验原理和实验过程,总结此实验的适用范围和注意事项,对实验结果进行误差分析,并提出此实验的改进意见和创新见解。
【Abstract】:This paper has analyzed the theory and the process of the Measurement of Viscosity Coefficient with the Method of Falling Balls. And it also sums up the scope and precautions of this experiment. The error analysis of experimental results and innovation opinions in this experiment are given at the same time in this article.
【关键词】:落球法粘滞系数斯托克斯公式误差分析
【Key words】 method of falling balls; viscosity coefficient; formula of Stokes; error analysis
<一>实验原理
有关液体中物体运动的问题,19世纪物理学家斯托克斯(e Gabriel Stokes)建立了著名的流体力学方程组“斯托克斯组”,它较为系统地反映了流体在运动过程中质量,动量,能量之间的关系:一个在液体中运动的物体所受力的大小与物体的几何形状、速度以及液体的内摩擦力有关。
也就是说,当液体稳定流动时,流速不同的各流层之间所产生的层面切线方向的作用力即为粘滞力(或称内摩擦力)。其大小与流层的面积成正比,与速度的梯度成正比,即: F???S?dv
dx (1)
式中比例系数η即为该液体的粘滞系数。粘滞系数决定于液体的性质和温度。温度升高,粘度将迅速减小。例如对于蓖麻油,在室温附近温度改变1&#730;C,粘度值改变约10%。因此,测定液体在不同温度的粘度有很大的实际意义,欲准确测量液体的粘度,必须精确控制液体温度
在此试验的原理中,我们试图创造一个无限广延的且无旋涡的流体环境,从而满足斯托克斯定律,即半径为r的圆球,以速度v在粘滞系数为η的液体中运动时,圆球所受液体的粘滞阻力大小为:
F?6??rv (2) 圆球在液体中下落时,受到重力、浮力和粘滞阻力的作用,由斯托克斯定律知粘滞阻力与圆球的下落速度成正比,当粘滞阻力与液体的浮力之和等于重力时,圆球所受合
外力为零,圆球此后将以收尾速度匀速下落。由此得到:
?m??V?g????0?d2g (3) ???3?dv18v
式中:ρ为圆球密度,ρ0为液体密度,d为圆球直径,v0为圆球的收尾
速度。
需要注意的是,我们
中国民航大学物理实验论文
等厚干涉
班级:076041A
专业:中欧航空工程师学院
姓名:黄松
学号:071142111
邮箱:huangcauc@
联系电话:**********
2010 年 7 月
落球法测液体的粘滞系数
班级:B 姓名:黄松学号:071142111
【摘要】:本文通过深入分析物理实验“用落球法求液体的粘滞系数”的实验原理和实验过程,总结此实验的适用范围和注意事项,对实验结果进行误差分析,并提出此实验的改进意见和创新见解。
【Abstract】:This paper has analyzed the theory and the process of the Measurement of Viscosity Coefficient with the Method of Falling Balls. And it also sums up the scope and precautions of this experiment. The error analysis of experimental results and innovation opinions in this experiment are given at the same time in this article.
【关键词】:落球法粘滞系数斯托克斯公式误差分析
【Key words】 method of falling balls; viscosity coefficient; formula of Stokes; error analysis
<一>实验原理
有关液体中物体运动的问题,19世纪物理学家斯托克斯(e Gabriel Stokes)建立了著名的流体力学方程组“斯托克斯组”,它较为系统地反映了流体在运动过程中质量,动量,能量之间的关系:一个在液体中运动的物体所受力的大小与物体的几何形状、速度以及液体的内摩擦力有关。
也就是说,当液体稳定流动时,流速不同的各流层之间所产生的层面切线方向的作用力即为粘滞力(或称内摩擦力)。其大小与流层的面积成正比,与速度的梯度成正比,即: F???S?dv
dx (1)
式中比例系数η即为该液体的粘滞系数。粘滞系数决定于液体的性质和温度。温度升高,粘度将迅速减小。例如对于蓖麻油,在室温附近温度改变1&#730;C,粘度值改变约10%。因此,测定液体在不同温度的粘度有很大的实际意义,欲准确测量液体的粘度,必须精确控制液体温度
在此试验的原理中,我们试图创造一个无限广延的且无旋涡的流体环境,从而满足斯托克斯定律,即半径为r的圆球,以速度v在粘滞系数为η的液体中运动时,圆球所受液体的粘滞阻力大小为:
F?6??rv (2) 圆球在液体中下落时,受到重力、浮力和粘滞阻力的作用,由斯托克斯定律知粘滞阻力与圆球的下落速度成正比,当粘滞阻力与液体的浮力之和等于重力时,圆球所受合
外力为零,圆球此后将以收尾速度匀速下落。由此得到:
?m??V?g????0?d2g (3) ???3?dv18v
式中:ρ为圆球密度,ρ0为液体密度,d为圆球直径,v0为圆球的收尾
速度。
需要注意的是,我们
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