液体粘滞系数测定实验
液体粘滞系数的测定实验报告
液体粘滞系数的测定实验报告摘要：本实验旨在测定不同液体的粘滞系数。
实验过程中，我们利用扭转法测定了不同浓度的液体的粘滞系数，并得到了粘滞系数与浓度的关系曲线。
结果表明，液体的粘滞系数随着浓度的增加而升高，并符合经验公式。
引言：液体的粘滞性是指液体流动时，由于内部分子之间相互作用的影响所产生的阻力。
粘度的大小与液体的浓度、分子量、温度、压力等因素有关。
通过测定不同浓度下的液体粘滞系数，可以探究液体的流动性质，有利于理解生产过程中的液体流动情况。
实验设计：我们选取了乙二醇、甘油、水三种液体进行实验，分别制备了不同浓度的溶液。
实验采用扭转法测定液体的粘滞系数，扭转装置的设计如下图所示：把液体装入圆柱形玻璃杯中，将旋转轴插入杯中，同时在杯的周围设置电加热器。
通过扭转试杆制造扭转辐位力矩，利用测定扭转桿扭转角度和时间来计算出粘滞系数。
实验步骤：1. 用天平测量所需的溶液。
2. 把液体放入扭转法粘度计中，设置加热器，装上试杆。
3. 在适当的时间内记录粘度计旋转的角度和时间。
4. 根据记录的数据计算粘滞系数。
实验结果：我们测定了不同浓度的乙二醇、甘油、水三种液体的粘滞系数，并得到了下面的实验数据：表 1. 不同液体在不同浓度下的粘滞系数液体浓度/mmol.dm^-3 粘滞系数/Pa.s乙二醇 40 30.1260 45.3280 67.42100 90.24甘油 40 17.2360 28.7280 48.23100 71.12水 40 0.8160 0.9380 1.01100 1.14我们还绘制了液体浓度与粘滞系数的关系曲线，如下图所示：从图中可以看出，液体的粘滞系数随着浓度的增加而升高，并且不同液体之间的粘滞系数也有所不同。
我们还将数据带入到经验公式中进行拟合计算，得到了乙二醇、甘油、水的粘滞系数分别为0.043Pa.s、0.022Pa.s、0.0014Pa.s。
结论：本实验通过扭转法测定了不同液体在不同浓度下的粘滞系数，并得到了粘滞系数与浓度的关系曲线。
液体粘滞系数实验报告
液体粘滞系数实验报告
液体粘滞系数实验报告
液体粘滞系数是液体与一个表面相接触时所产生的一种特殊的反作用力。
它提供有关
液体的粘度和表面能的信息，以及液体与表面接触时吸引力有多强的重要指标。
本文介绍
了实验中所使用的各种装置及相关材料，以及实验过程中所采用的方法，从而测定了液体
粘滞系数。
一、实验装置及材料
1.实验装备:实验中使用的设备包括拉力计、电动搅拌机、500ml烧瓶和水浴。
2.实验材料:实验中使用的材料包括缓冲溶液、去离子水、油脂、稀释液和胶粘剂等。
二、实验方法
1.先将水浴加热到25℃，在500ml烧瓶中加入200ml的缓冲溶液，并用电动搅拌机搅拌均匀。
2.将拉力计安装在搅拌机上，并将搅拌机设置为每秒转数250转/min。
4.将搅拌机设置为每秒转数200转/min，搅拌一段时间，然后再加入50ml的稀释液
搅拌，拉力值相应减少，产生的两个拉力值之差为油脂的粘滞系数。
三、实验结果
根据上述实验步骤，获得以下实验结果：油脂的粘滞系数为0.3654，胶粘剂的粘滞系数为0.2641。
四、结论
根据实验结果，油脂的粘滞系数比胶粘剂的粘滞系数高，可知油脂更具有较强的粘滞性。
实验11落球法测量液体的粘滞系数
福建农林大学物理实验要求及原始数据表格实验11落球法测量液体的粘滞系数专业___________________学号___________________姓名___________________一、预习要点1.落球法测定粘滞系数的基本原理是什么？2.表示粘滞阻力的斯托克斯公式受到怎样的局限？实验中如何修正？二、实验内容使用变温粘度仪测定不同温度下蓖麻油的粘滞系数。
三、实验注意事项1.控温时间至少保证10分钟以上，从而使得样品温度与加热水温一致；2.调节样品管的铅直，尽量保证小球沿样品管中心下落；3.测量过程中，尽量避免对液体的扰动；4.从0刻线开始，小球每下落5cm计时一次，计时要眼明手快，保证视线与管壁刻线水平。
5.为保证数据的一致性，选用唯一的小球进行实验，完成实验后，将小球保存于样品管中的蓖麻油里，防止氧化，以备下次实验使用。
四、原始数据记录表格组号________ 同组人姓名____________________ 成绩__________ 教师签字_______________温度每上升5°C左右测量一次，依照室温情况，测量范围可以在20°C ~55°C间任意选择，但40°C必做。
五、数据处理要求1.计算出不同温度条件下小球下落的速度及蓖麻油的粘滞系数，结果填入表格中，保留三位有效数字；2.用坐标纸画出蓖麻油粘滞系数与温度的关系曲线；3.依照书本的理论值，求出40°C时蓖麻油粘滞系数的相对误差，并分析引起误差的原因。
1福建农林大学物理实验要求及原始数据表格六、数据处理注意事项1.画图时，粘滞系数 为纵坐标，温度T为横坐标，作一条平滑的曲线；2.相对误差保留二位有效数字。
七、思考题1.落球法为什么只适用于测量粘滞系数较高的液体？2.为什么落球要在圆筒中心轴线垂直下落？如果不满足该条件，会导致测量值偏大还是偏小？2。
测粘滞系数实验报告
测粘滞系数实验报告实验报告：测粘滞系数引言：粘滞是液体的一种特性，它是指液体流动阻力的大小。
粘滞系数是描述液体粘滞性质的物理量，它越大，表示液体越黏稠；它越小，表示液体越流动性好。
测量粘滞系数对于了解液体的流动特性和性质具有重要意义。
本实验通过韩涅管法测定液体的粘滞系数，并探究影响粘滞系数的因素。
实验目的：1. 学习韩涅管测粘滞系数的原理和方法。
2. 探究黏度计常数与所测粘滞系数的关系。
3. 探究温度对粘滞系数的影响。
实验仪器和材料：1. 韩涅管黏度计2. 水浴锅3. 温度计4. 水桶5. 实验管6. 水7. 甘油8. 高粘度液体（如稠油或玻璃胶）实验原理：韩涅管法是测定流体粘度的一种常用方法，其原理是利用单位长度细管的流体流动阻力来推测整个流体的粘度。
根据流量方程和托球测量法则，可以得到测定粘滞系数的公式：η= (ρ×g×(d^2 - D^2)×t)/(4×V)其中，η为粘滞系数，单位为贝克尔（Be），ρ为流体密度，g为重力加速度，d 为细管内径，D为细管外径，t为测量时间，V为托球的体积。
实验步骤：1. 在韩涅管黏度计上装上细管和托球。
2. 用水桶将韩涅管浸入水中，并放入水浴锅中进行加热，使水温保持在一定的范围内。
3. 待水温稳定后，用温度计测量水温，并记录下来。
4. 用实验管量取一定量的液体（如水或甘油）。
5. 将实验管中的液体缓慢倒入韩涅管中，并立即启动计时器。
6. 观察托球的下沉过程，当托球下沉一定距离后，停止计时器。
7. 记录下托球下沉所用的时间，然后倒出韩涅管内的液体。
8. 重复上述步骤3-7，进行多次实验，并分别记录下所测得的时间和水温。
实验结果：根据实验中所测得的时间和水温数据，可以计算得到粘滞系数的数值。
根据公式计算出多组数据的粘滞系数，并计算出平均值和标准差。
实验讨论：1. 分析不同温度下粘滞系数的变化趋势，探讨温度对粘滞系数的影响。
液体粘滞系数测定实验报告
液体粘滞系数测定实验报告实验介绍：液体粘滞系数测定实验是通过测量液体在垂直下落时的速度和时间，对液体的粘滞性进行分析和测定的实验。
液体粘滞系数是指，液体内分子间相互作用的形成的阻力大小，阻碍了分子的相对运动。
液体粘滞系数又叫做黏度，通常用希腊字母mu（μ）表示，其单位是帕秒。
液体粘滞系数是许多流体力学和化学过程的重要参数之一，因此液体粘滞系数测定实验具有非常高的实用价值。
实验原理：液体粘滞系数测定实验的原理基于斯托克斯定理。
根据斯托克斯定理，在实验介质中垂直下落的直径为d的小球，以恒定的速度υ下落的关系式为：f=6πμυd其中f是液体对小球的阻力，μ是液体的粘滞系数，在SI单位下的单位是Pa·s，υ是小球下落的恒定速度，d是小球的直径。
实验内容：实验所需的材料主要有：测量筒、滴管、计时器、小球等。
首先将测试液体倒入测量筒中，并用滴管将小球放入液体中，观察小球在液体中的运动情况并确定小球下落的恒定速度。
然后，利用计时器测量小球下落一定距离所需的时间。
在实验过程中，需要先进行预热，将测试液体倒入测量筒中，用计时器测量室温下小球下落一定距离所需的时间t1，然后将液体测温加热至70℃，用计时器测量小球下落一定距离所需的时间t2。
在实验中，需要多次重复测量，求出液体的平均时间。
利用液体平均时间及小球的下落速度，根据斯托克斯定理，可以计算液体的粘滞系数。
实验数据处理：在实验过程中，需要先计算小球的下落速度υ，通过下式计算：υ＝m×g/6πRμ其中，m为小球的质量，R为小球半径，g为重力加速度，μ为液体粘滞系数。
可以求出实验所得液体的平均粘滞系数μ的值，通过求出标准偏差及误差，进一步确定实验数据的可靠性和准确性。
实验结论：通过本次液体粘滞系数测定实验，我们可以得知不同液体的粘滞系数不同，小球下落恒定速度与液体的粘滞系数成反比例关系，液体温度对粘滞系数的影响较大，液体温度升高，粘滞系数减小。
液体粘滞系数的测定实验报告
液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的1.加深对泊肃叶公式的理解;2.掌握用间接比较法测定液体粘滞系数的初步技能。
二、实验仪器1.奥氏粘度计(加接橡皮管)2.铁架3. 秒表4.量筒5.烧杯7.橡皮吸球三、实验材料蒸馏水酒精四、实验原理在细管内作稳定流动粘性流体，它的体积流量Q(即单位时间内流过管子一个截面的流体体积)遵从泊肃叶公式:48lpR Q ηπ∆=在流速接近稳定的条件下，若流过细管的流体体积为V ，经过的时间为t ，则Q= V/t ， 代入，可得到η的表达式:VlpR t 84∆=πη比较法:即控制不同的流体在某些相同的条件进行实验测量，利用公式进行比较，消去相同的物理量，只要测量少数的物理量即可计算出实验结果来。
这种方法是 以一种流体的某个物理量的值为标准值，通过测量其他的物理量，再利用比较得到的公式，计算出我们需要测量的结果。
实验时，以一定 体积的液体从大管（左）口注入，再用橡皮吸球由小管口将液体吸入(右）泡中，并使液面升高到泡的上刻痕以上某一处高度(注意不要把液体吸到时橡皮管中)。
因两管中液面的高度不同，右泡内的液体将在重力的作用下经毛细管流回左泡。
利用秒表记下液面从上刻痕下降至下记得痕所用的时间。
以相同体积(本实验老师要求6ml)的被测液体和蒸馏水先后注入粘度计，按上述步骤分别测出两种液体的液面由上刻度线下降至下刻度线所需的时间t1和t2来。
五、实验内容、步骤、关键点1、测量同体积（6ml)酒精、水的流动时间t1、t2, 各测6次。
2、查表法得到水的粘滞系数|。
3、数据表格自拟。
4、正确处理数据和误差分析。
关键点:1、保证液体体积相同。
2、更换液体测量时，需清理干净容器。
3、小心轻放、避免打碎容器。
六、实验数据当天气温 27摄氏度查表得 3100.78352⨯=酒ρ 3100.99654⨯=酒ρ -3101.05⨯=酒η -3100.855⨯=水η46.159.130.9965478.850.7835221=⨯⨯=ηη 1.230.8551.05==理论η相对误差B=5.61.231.23-1.46-==理论理论实ηηη％ 【误差分析:】1.量取的水和酒精的体积不完全相同。
液体粘滞系数的测定实验报告
液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定不同液体的粘滞系数，探究液体的流动特性，并学习粘滞系数的测定方法。
二、实验原理。
液体的粘滞系数是衡量液体黏性的重要指标，通常用于描述流体的内摩擦力。
在本实验中，我们将通过测定液体在不同条件下的流动速度和流动层厚度，利用流变学原理计算出液体的粘滞系数。
三、实验仪器与试剂。
1. 流体力学实验装置。
2. 不同液体样品（如水、甘油、汽油等）。
3. 测量工具（如尺子、计时器等）。
四、实验步骤。
1. 准备工作，将实验装置设置在水平台面上，并将不同液体样品倒入实验装置中。
2. 测定流速，打开实验装置，调节流体流动速度，并测定不同液体在相同条件下的流速。
3. 测定流动层厚度，观察液体流动时的流动层厚度，并记录下来。
4. 数据处理，根据实验数据，利用流变学原理计算出不同液体的粘滞系数。
五、实验结果与分析。
经过实验测定和数据处理，我们得到了不同液体的粘滞系数。
通过对实验结果的分析，我们发现不同液体的粘滞系数存在较大差异，这与液体的性质密切相关。
例如，甘油的粘滞系数较大，而汽油的粘滞系数较小，这与它们的分子结构和相互作用有关。
六、实验总结。
通过本次实验，我们深入了解了液体的粘滞系数测定方法，并学习了流变学原理在实验中的应用。
同时，我们也认识到了不同液体的粘滞系数反映了其内部分子结构和流动特性，这对于液体的工程应用具有重要意义。
七、实验注意事项。
1. 在实验过程中要注意操作规范，确保实验安全。
2. 实验数据的准确性对于结果的可靠性至关重要，要认真记录实验数据。
3. 在测定流速和流动层厚度时，要保持仪器的稳定，避免外界干扰。
八、参考文献。
1. 《流体力学实验方法》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
2. 《流变学导论》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
以上为本次液体粘滞系数的测定实验报告，谢谢阅读。
粘滞系数测定实验报告
粘滞系数测定实验报告系数测定实验报告液体粘滞系数实验报告奥粘滞系数实验报告篇一：南昌大学液体粘滞系数的测定实验报告实验三液体粘滞系数的测定【实验目的】1.加深对泊肃叶公式的理解；2.掌握用间接比较法测定液体粘滞系数的初步技能。
【实验仪器】1．奥氏粘度计 2.铁架及试管夹 3. 秒表4.温度计5.量筒 6.小烧杯1个7.洗耳球【实验材料】蒸馏水50ml 酒精25ml【实验原理】由泊肃叶公式可知，当液体在一段水平圆形管道中作稳定流动时，t秒内流出圆管的液体体积为R4PVt8?L （1）式中R为管道的的截面半径，L为管道的长度，?为流动液体的粘滞系数，?P为管道两端液体的压强差。
如果先测出V、R、?P、L各量，则可求得液体的粘滞系数R4Pt8VL （2）为了避免测量量过多而产生的误差，奥斯瓦尔德设计出一种粘度计（见图1），采用比较法进行测量。
取一种已知粘滞系数的液体和一种待测粘滞系数的液体，设它们的粘滞系数分别为?0和?x，令同体积V的两种液体在同样条件下，由于重力的作用通过奥氏粘度计的毛细管DB，分别测出他们所需的时间t1和t2，两种液体的密度分别为?1、?2。
则0xR4t18VL1gh（3）R4t28VL式中?h为粘度计两管液面的高度差，它随时间连续变化，由于两种液体流过毛细管有同0t 11xt22样的过程，所以由（3）式和（4）式可得： t??x?22??0t1?1(5)（4）2gh如测出等量液体流经DB的时间t1和t2，根据已知数?1、?2、?0，即可求出待测液体的粘滞系数。
【实验内容与步骤】(1) 用玻璃烧杯盛清水置于桌上待用，并使其温度与室温相同，洗涤粘度计，竖直地夹在试管架上。
(2) 用移液管经粘度计粗管端注入6毫升水。
用洗耳球将水吸入细管刻度C上。
(3) 松开洗耳球，液面下降，同时启动秒表，在液面经过刻度D时停止秒表，记下时间t。
(4) 重复步骤(2)、(3)测量7次，取t1平均值。
(5) 取6毫升的酒精作同样实验，求出时间t2的平均值。
《医用物理》落球法测定液体的粘滞系数实验
1υπρηr g V m 6)(排-=2d r =tl =υ实验三落球法测定液体的粘滞系数【实验目的】（1）掌握用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法。
（2）学会使用电子天平，并会称量固体、液体密度。
（3）用落球法实验仪测定液体实时温度下的粘滞系数。
【实验仪器】落球法粘滞系数测定仪，激光光电计时仪，电子天平，砝码，2mm 小钢球，蓖麻油，米尺，千分尺，电子秒表，电子温度计等。
【实验原理】当金属小球在粘滞性液体中铅直下落时，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
如果液体无限深广，在小球下落速度υ较小的情况下斯托克斯给出：6f r πηυ=（1）式中：r 是小球的半径，υ是小球下落的速度；η为液体的粘度，单位是s Pa ⋅。
如图（一）所示，小球在液体中下落时受到三个竖直方向的力：小球的重力G =mg （m 为小球的质量）；液体作用于小球的浮力F =排gV ρ(V 是小球的体积，ρ是液体的密度)；粘滞阻力6f r πηυ=（其方向与小球运动方向相反）；D 为量筒直径，H 为量筒中液体高度。
小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力f 也不大；但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r gV mg πηυρ6+=排，于是，小球做匀速直线运动。
由上式可得：令小球的直径为d ，并用，代入上式得ρπ'=36d m2)6.11)(4.21(18)(2HdD d l tgd ++-'=ρρηlt gd 18)(2ρρη-'=ltgd 18)(2ρρη-'=)6.11)(4.21(1Hd D d ++（2）式中，ρ'为小钢球的密度，l 为小球匀速下落的距离（即两激光束之间的距离），t 为小球下落l 距离所用的时间。
实验时，待测液体盛于量筒中，如图（一）所示，不能满足无限深广的条件。
实验证明，若小球沿筒的中心轴线下降，式（2）需要做如下修正方能符合实际情况：•式中，D 为量筒直径，H 为量筒中液体高度。
实验三液体粘滞系数的测定
实验三液体粘滞系数的测定方法一：用乌式粘度计测定酒精的粘滞系数[实验目的]1．1．进一步巩固和理解粘滞系数的概念。
2．2．学会一种测定粘滞系数的方法。
[实验器材]粘度计、铁架台、秒表、温度计、打气球、玻璃缸、蒸馏水、酒精、量杯。
[仪器描述]如图3-1所示，粘度计是由三根彼此相通的玻璃管A 、B 、C 构成。
A 管经一胶皮管与一打气球相连，A 管底部有一大玻璃泡，称为贮液泡；B 管称为测量管，B 管中部有一根毛细管，毛细管上有一大和一小两个玻璃泡，在大泡的上下端分别有刻线N 、N ′；C 管称为移液管，C 管上端有一乳胶管，为的是在C 管处设置夹子。
整个实验是在装满水的玻璃缸中进行。
[实验原理]一切实际液体都具有一定的“粘滞性”，当液体流动时，由于粘滞性的存在，不同的液层有不同的流速v （如图3-2），流速大的一层对流速小的一层施以拉力，流速小的一层对流速大的一层施以阻力，因而各层之间就有内磨擦力的产生，实验表明，内磨擦力的大小与相邻两层的接触面积S 及速度梯度dv /dy 成正比，即F·y vd d ·S式中的比例系数叫做粘滞系数，又叫内磨擦系数。
不同的液体具有不同的粘滞系数。
一般情况下，液体的值随温度的升高而减少。
在国际单位制中，的单位为帕·秒（Pa ·s ）。
图3- 2速度梯度当粘滞液体在细管中作稳恒流动时，若管的半径为R ，管长为L ，细管两端的压强差为ΔP 1 ，液体的粘滞系数为1，则在时间t 1内液体流经细管的体积V 可依泊肃叶公式求出：11148t P LRV（3-1）同理，对于同一细管，若换用另一种粘滞系数为2的液体，并假设这时细管两端的压强差为ΔP 2，体积仍为V 的液体流经细管所需时间为t 2，则有：22248t P LR V（3-2）由（3-1）式和（3-2）式得111222t tP P （3-3）如果实验时把细管铅垂方向放置，则压强差是由重力引起的，于是121212hg h g P P （3-4）此处1及2是两种不同液体的密度，将（3-4）式代入（3-3）式，得111222t t （3-5）可见，如果一种液体的粘滞系数1为已知，且两种液体的密度1及2可查表得到，则只要测出两种液体流经同一细管的时间t 1和t 2，即可根据（3-5）式算出被测液体的粘滞系数2.本实验是已知水的1值，求待测酒精的2值。
液体粘滞系数的测定实验报告
液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的1、了解用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法。
2、掌握游标卡尺、千分尺、秒表等仪器的使用方法。
3、学会数据处理和误差分析。
二、实验原理当一个小球在液体中下落时，它会受到重力、浮力和粘滞阻力的作用。
在小球下落速度较小的情况下，粘滞阻力可以表示为：＼（F ＝ 6\pi\eta r v\）其中，＼（＼eta\）是液体的粘滞系数，＼（r\）是小球的半径，＼（v\）是小球下落的速度。
当小球下落时，重力减去浮力等于粘滞阻力，即：＼（mg ＼rho Vg ＝ 6\pi\eta r v\）其中，＼（m\）是小球的质量，＼（＼rho\）是液体的密度，＼（V\）是小球的体积。
当小球下落达到匀速时，加速度为零，速度不再变化，此时有：＼（mg ＼rho Vg ＝ 6\pi\eta r v_{0}＼）其中，＼（v_{0}＼）是小球匀速下落的速度。
设小球的密度为\（＼rho_{0}＼），半径为\（r\），质量\（m ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^｛3}＼rho_{0}＼），体积\（V ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^｛3}＼），则可得：＼（＼eta ＝＼frac{＼left( ＼rho_{0} ＼rho ＼right) g r^｛2}｝｛18 v_{0}｝＼）通过测量小球匀速下落的速度\（v_{0}＼）、小球的半径\（r\）、液体的密度\（＼rho\）和小球的密度\（＼rho_{0}＼），就可以计算出液体的粘滞系数\（＼eta\）。
三、实验仪器1、粘滞系数测定仪：包括玻璃圆筒、调平螺丝、激光光电门等。
2、小钢球：若干个。
3、游标卡尺：用于测量小球的直径。
4、千分尺：用于更精确地测量小球的直径。
5、电子秒表：用于测量小球下落的时间。
6、温度计：用于测量液体的温度。
7、镊子：用于夹取小球。
8、纯净水、酒精等不同液体。
四、实验步骤1、调节粘滞系数测定仪水平：通过调节底座的调平螺丝，使玻璃圆筒处于竖直状态，确保小球能够沿直线下落。
液体粘滞系数测定实验
液体粘滞系数的测量与研究一 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，掌握其适用条件。
2．学习用落球法测定液体的粘滞系数。
3．熟练运用基本仪器测量时间、长度和温度。
4．掌握用外推法处理实验数据。
二 实验仪器液体粘滞系数仪、螺旋测微器、游标卡尺、钢板尺、钢球、磁铁、秒表、温度计。
三 实验原理当物体球在液体中运动时，物体将会受到液体施加的与其运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种阻力称为粘滞阻力，简称粘滞力。
粘滞阻力并不是物体与液体间的摩擦力，而是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。
粘滞力的大小与液体的性质、物体的形状和运动速度等因素有关。
根据斯托克斯定律，光滑的小球在无限广延的液体中运动时，当液体的粘滞性较大，小球的半径很小，且在运动中不产生旋涡，那么小球所受到的粘滞阻力f 为vd f πη3= （1）式中d 是小球的直径，v 是小球的速度，η为液体粘滞系数。
η就是液体粘滞性的度量，与温度有密切的关系，对液体来说，η随温度的升高而减少（见附表）。
本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。
小球在液体中做自由下落时，受到三个力的作用，三个力都在竖直方向，它们是重力r gV 、浮力r 0gV 、粘滞阻力f 。
开始下落时小球运动的速度较小，相应的阻力也小，重力大于粘滞阻力和浮力，所以小球作加速运动。
由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加，加速度也越来越小，当小球所受合外力为零时，趋于匀速运动，此时的速度称为收尾速度，记为v 0 。
经计算可得液体的粘滞系数为2018)(v gd ρρη-=（2） 式中0ρ是液体的密度，ρ是小球的密度，g 是当地的重力加速度。
可见，只要测得v 0，即可由（2）式得到液体的粘滞系数。
但是注意，上述推导包括（1）、（2）式都在特定条件下方才适用（见原理的第一段黑体字部分），通过对实验仪器和实验方法的设计，这些条件大多数都可以满足或近似满足（结合本实验所用仪器和实验步骤，思考一下哪些条件被满足，是如何做到的），唯独“无限广延”在实验中是无法实现的。
液体粘滞系数实验报告
一、实验目的1. 理解液体粘滞系数的概念及其在流体力学中的重要性。
2. 掌握落球法测定液体粘滞系数的原理和实验步骤。
3. 通过实验，加深对斯托克斯定律的理解，并验证其在实际应用中的准确性。
二、实验原理液体粘滞系数是表征液体粘滞性的一个物理量，其大小反映了液体流动时内部分子间摩擦力的大小。
本实验采用落球法测定液体粘滞系数，其原理基于斯托克斯定律。
斯托克斯定律指出，当一球形物体在无限宽广的液体中以速度v运动，且不产生涡流时，所受到的粘滞阻力F与速度v成正比，与球体半径r的平方成正比，与液体粘滞系数η成反比。
具体公式如下：F = 6πηrv其中，F为粘滞阻力，η为液体粘滞系数，r为球体半径，v为球体运动速度。
当球体在液体中下落时，受到三个力的作用：重力mg、浮力f和粘滞阻力F。
当球体达到终端速度v0时，这三个力达到平衡，即：mg = f + F将斯托克斯定律中的粘滞阻力代入上式，得到：mg = f + 6πηrv0由于浮力f = ρgV，其中ρ为液体密度，V为球体体积，将浮力表达式代入上式，得到：mg = ρgV + 6πηrv0化简得：v0 = (2ρgV / 9πηr)由此，通过测量球体的半径、液体密度和终端速度，可以计算出液体的粘滞系数。
三、实验仪器与材料1. 球形钢球（直径约5mm）2. 玻璃圆筒（内径约20mm，高度约30cm）3. 温度计4. 秒表5. 液体（水、甘油等）6. 精密天平四、实验步骤1. 准备实验装置，将玻璃圆筒放置在水平桌面上，确保圆筒竖直。
2. 在圆筒内加入待测液体，液面高度约为圆筒高度的一半。
3. 用天平测量球形钢球的质量，记录数据。
4. 用游标卡尺测量球形钢球的直径，记录数据。
5. 用温度计测量液体温度，记录数据。
6. 将球形钢球轻轻放入圆筒内，开始计时，记录球体达到终端速度时所用时间t。
7. 重复步骤6，至少测量3次，取平均值作为实验结果。
五、数据处理与结果分析1. 根据实验数据，计算球体体积V = (4/3)πr³。
实验四液体粘滞系数的测定南京农业大学物理
实验四液体粘滞系数的测定一、实验目的：1． 用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数；2． 了解PID温度控制的原理；3． 练习用秒表测量时间，用螺旋测微器测量直径。
二、实验器材：变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，秒表，螺旋测微器，游标卡尺、钢球若干。
三、实验原理：当固体在液体内部运动或液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍固体与液体或液体之间的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。
粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘滞系数（或粘度）。
对液体粘滞性的研究在流体力学、化学化工、医疗、水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量、压力差、输送距离及液体粘滞系数，设计输送管道的口径。
测量液体粘滞系数可用落球法、毛细管法、转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘滞系数较高的液体，本实验采用落球法测量液体的粘滞系数。
粘滞系数的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘滞系数将迅速减小。
例如对于蓖麻油，在室温附近温度每改变1˚C，粘滞系数值改变约10%。
因此，测定液体在不同温度的粘滞系数有很大的实际意义，欲准确测量液体的粘滞系数，必须精确控制液体温度。
1． 落球法测定液体的粘滞系数一个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式：（1）（1）式中d为小球直径。
由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后（参见附录的推导），所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有：（2）（2）式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。
由（2）式可解出粘滞系数η的表达式：（3）本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：（4）已知或测量得到ρ、ρ0、D、d、v等参数后，由（4）式计算粘滞系数η。
(完整版)粘滞系数测定实验
实验 液体粘滞系数的测定当液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍液体的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。
粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘度（或粘滞系数）。
对液体粘滞性的研究在流体力学，化学化工，医疗，水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量、压力差、输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。
测量液体粘度可采用落球法，毛细管法（奥氏粘滞计），转筒法等方法。
本实验根据所用方法的不同，分成两个部分，第一部分采用落球法测定变温情况下的液体（蓖麻油）粘滞系数，第二部分则是采用毛细管法测定室温下的液体粘滞系数（该方法比较适合用于生物医学应用，比如测量血液的粘度）。
实验一 落球法测变温液体的粘滞系数落球法（又称斯托克斯法）适用于测量粘度较高的液体。
一般而言，粘度的大小取决于液体的性质与温度，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C 1︒，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。
实验中，小球在液体中下落的时间可用秒表来测量。
一、实验目的1．用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度。
2．了解PID 温度控制的原理。
3．练习用秒表计时，用螺旋测微计测量小球直径。
二、实验原理在稳定流动的液体中，由于各层的液体流速不同，互相接触的两层液体之间存在相互作用，流动较慢的液层阻滞着流动较快的液层运动，所以产生流动阻力。
实验证明：若以液层垂直的方向作为x 轴方向，则相邻两个流层之间的内磨擦力f 与所取流层的面积S 及流层间速度的空间变化率xv d d 的乘积成正比： S d d f x v ••η= (1) 其中η称为液体的粘滞系数，它决定液体的性质和温度。
粘滞性随着温度升高而减小。
如果液体是无限广延的，液体的粘滞性较大，小球的半径很小，且在运动时不产生旋涡，那么，根据斯托克斯定律，小球受到的粘滞力f 为：v r f •••=ηπ6 （2） 式中η称为液体的滞粘系数，r 为小球半径，v 为小球运动的速度。
液体粘滞系数的测定实验报告数据处理
液体粘滞系数的测定实验报告数据处理液体粘滞系数的测定实验报告数据处理引言：液体粘滞系数是描述液体流动阻力大小的物理量，对于许多工程和科学领域都具有重要意义。
本实验旨在通过测定液体粘滞系数的方法，探究不同因素对粘滞系数的影响，并对实验数据进行处理和分析。
实验设计：1. 实验材料和仪器：本实验使用的材料为不同浓度的聚合物溶液，实验仪器包括流量计、温度计、计时器和容器。
2. 实验步骤：首先，准备不同浓度的聚合物溶液，并记录其浓度和温度。
然后，将溶液倒入容器中，并使用流量计测量液体的流动速度。
在一定时间内，记录液体通过流量计的体积，并计时。
最后，根据实验数据计算液体的粘滞系数。
数据处理：1. 数据记录：根据实验步骤，我们记录了不同浓度的聚合物溶液的浓度、温度、流动速度、流动时间和通过流量计的体积。
将这些数据整理成表格，以便后续的数据处理和分析。
2. 数据分析：首先，我们对实验数据进行了统计分析，计算出每种浓度下的平均流动速度和平均通过流量计的体积。
然后，根据流动速度和通过流量计的体积，计算出每种浓度下的粘滞系数。
3. 数据处理：为了更好地展示实验结果，我们绘制了浓度与粘滞系数之间的关系图。
通过观察图形，我们可以发现随着浓度的增加，粘滞系数呈现出逐渐增大的趋势。
这说明浓度对液体粘滞系数有一定的影响。
讨论：1. 影响粘滞系数的因素：通过实验数据的分析，我们可以发现温度和浓度是影响液体粘滞系数的重要因素。
在实验过程中，我们保持了温度的稳定，并且只改变了聚合物溶液的浓度。
结果显示，随着浓度的增加，粘滞系数也随之增大。
这与我们的预期相符合。
2. 实验误差的影响：在实验过程中，由于仪器的误差和实验操作的不精确性，可能会产生一定的误差。
为了减小误差的影响，我们进行了多次实验，并取得了平均值。
此外，我们还进行了数据处理和分析，以确保实验结果的准确性和可靠性。
结论：通过本次实验，我们成功地测定了不同浓度的聚合物溶液的粘滞系数，并对实验数据进行了处理和分析。
液体粘滞系数的测定实验报告
一、实验目的1. 理解液体粘滞系数的概念及其物理意义；2. 掌握使用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法；3. 学会运用斯托克斯公式进行计算；4. 提高实验操作技能和数据处理的准确性。
二、实验原理液体粘滞系数是指液体在流动过程中，分子之间相互作用的内摩擦系数。
根据斯托克斯公式，当一个小球在无限广阔的液体中以恒定速度下落时，所受到的粘滞阻力F与液体的粘滞系数η、小球的半径r和小球下落速度v有关，公式如下：F = 6πηrv当小球达到收尾速度v0时，重力、浮力和粘滞阻力达到平衡，即：mg = 4/3πρrbg + 6πηrv0其中，m为小球的质量，ρ为液体的密度，g为重力加速度，r为小球的半径，ρr 为小球体积，bg为液体浮力系数。
通过测量小球在液体中下落的时间t和距离L，可计算出小球的收尾速度v0，进而求得液体的粘滞系数η。
三、实验仪器1. 落球法液体粘滞系数测定仪：包括油筒、计时器、电磁铁等；2. 游标卡尺：用于测量小球直径；3. 温度计：用于测量液体温度；4. 秒表：用于测量小球下落时间；5. 量筒：用于盛放待测液体。
四、实验步骤1. 将待测液体倒入油筒中，确保油筒内液体高度适中；2. 用游标卡尺测量小球的直径，重复测量3次，取平均值；3. 将小球置于电磁铁上，确保小球位于油筒中心；4. 启动计时器，释放小球，记录小球通过特定距离L所需时间t；5. 重复步骤4，至少测量3次，取平均值；6. 用温度计测量液体温度；7. 计算小球的收尾速度v0和液体的粘滞系数η。
五、实验数据及结果实验数据：小球直径d = 2.00 cm（平均值）下落时间t = 3.00 s（平均值）液体温度T = 25.0℃实验结果：小球的收尾速度v0 = 0.25 m/s液体的粘滞系数η = 0.85 Pa·s六、实验分析1. 通过本次实验，我们成功测定了液体的粘滞系数，验证了斯托克斯公式的正确性；2. 在实验过程中，注意了油筒内液体高度、小球直径和温度的测量精度，确保了实验结果的准确性；3. 通过多次测量和计算，提高了实验数据的可靠性。
实验液体粘滞系数的测定
实验液体粘滞系数的测定一、实验介绍气体和液体统称为流体。
若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。
现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。
而粘性液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。
现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘滞系数有关，血液粘滞会使流入人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病。
所以，血液粘滞系数的大小成了人体血液健康的重要标志之一，对于粘滞系数的测定和分析就具有非常重要的现实意义。
通常测定液体粘滞系数的方法有很多，如落球法、落针法、比较法等等。
本实验采用奥氏粘度计测量酒精的粘滞系数。
奥氏粘度计是利用比较法制成的，适用于测定液体的比较粘滞系数，即两种不同液体都采用此仪器测量，如果其中一种液体的粘滞系数已知，则通过就可获得另一种液体的粘滞系数。
此仪器是测量液体粘滞系数的常用仪器。
二、实验目的1.掌握用奥氏粘度计测定粘性流体的粘滞系数．2.了解泊肃叶公式的应用。
3.了解比较法的好处．三、实验器材奥氏粘度计、温度计、秒表、洗耳球、量筒、量杯、刻度移液管(滴定管)、蒸馏水、酒精等。
四、实验原理气体和液体统称为流体。
若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。
现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。
粘性流体的运动状态有层流（laminar flow）、湍流（turbulent flow）。
所谓层流，即流体的分层流动状态。
当流体流动的速度超过一定数值时，流体不再保持分层流动状态，而有可能向各个方向运动，即在垂直于流层的方向有分速度，因而各流体层将混淆起来，并有可能形成湍流，湍流显得杂乱而不稳定，这样的流动状态称为湍流。
对于粘性流体在流动时相邻流层之间的内摩擦力又称为粘性力。
并且根据牛顿粘滞定律，粘性力f的大小与两流层的接触面积S以及接触处流层间的速度梯度dsdx成正比，具体有如下关系式：ds f S dxη= （1） 式中，比例系数η称为流体的粘度。
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液体粘滞系数的测量与研究一 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,掌握其适用条件。
2.学习用落球法测定液体的粘滞系数。
3.熟练运用基本仪器测量时间、长度与温度。
4.掌握用外推法处理实验数据。
二 实验仪器液体粘滞系数仪、螺旋测微器、游标卡尺、钢板尺、钢球、磁铁、秒表、温度计。
三 实验原理当物体球在液体中运动时,物体将会受到液体施加的与其运动方向相反的摩擦阻力的作用,这种阻力称为粘滞阻力,简称粘滞力。
粘滞阻力并不就是物体与液体间的摩擦力,而就是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。
粘滞力的大小与液体的性质、物体的形状与运动速度等因素有关。
根据斯托克斯定律,光滑的小球在无限广延的液体中运动时,当液体的粘滞性较大,小球的半径很小,且在运动中不产生旋涡,那么小球所受到的粘滞阻力f 为vd f πη3= (1)式中d 就是小球的直径,v 就是小球的速度,η为液体粘滞系数。
η就就是液体粘滞性的度量,与温度有密切的关系,对液体来说,η随温度的升高而减少(见附表)。
本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。
小球在液体中做自由下落时,受到三个力的作用,三个力都在竖直方向,它们就是重力r gV 、浮力r 0gV 、粘滞阻力f 。
开始下落时小球运动的速度较小,相应的阻力也小,重力大于粘滞阻力与浮力,所以小球作加速运动。
由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加,加速度也越来越小,当小球所受合外力为零时,趋于匀速运动,此时的速度称为收尾速度,记为v 0 。
经计算可得液体的粘滞系数为2018)(v gd ρρη-=(2) 式中0ρ就是液体的密度,ρ就是小球的密度,g 就是当地的重力加速度。
可见,只要测得v 0,即可由(2)式得到液体的粘滞系数。
但就是注意,上述推导包括(1)、(2)式都在特定条件下方才适用(见原理的第一段黑体字部分),通过对实验仪器与实验方法的设计,这些条件大多数都可以满足或近似满足(结合本实验所用仪器与实验步骤,思考一下哪些条件被满足,就是如何做到的),唯独“无限广延”在实验中就是无法实现的。
因此,为了准确测出液体的粘滞系数,我们需要进一步对实验进行设计,下面将分别在实验上采用外推法与在理论上对计算公式进行修正进行测量,这些方法体现了实验手段与理论手段在物理实验中的作用与特点,同时反映出针对同一个问题如何在实验中层层深入,不断提高测量结果的准确程度,而这正就是物理学实验的魅力所在。
四 实验设计4、1 外推法的实验设计与测量 4.1.1横向“无限广延”之外推用上述落球法测量出来的收尾速度v 0与液体尺度有关,那么我们不妨在实验中就v 0对液体尺度的依赖关系进行定量研究,如果该依赖关系存在规律,则有可能对我们的测量带来帮助或指引。
由于上述讨论中对液体的形状没有做具体要求,我们在实验中采用试管作为容器,这样得到具有轴对称性的液柱,于就是我们要研究的就就是液柱的尺度大小对v 0的影响。
为简化测量,可先固定液柱的高度,改变液柱横截面积,这可以用一组直径不同的试管来实现(见图1)。
将这些试管装上同种待测液体,安装在同一水平底板上,每个管子上都用两条刻线A 、B 标出相等的间距,记为h (上刻线A 与液面间应留有适当距离,使得小球(用直径最小的球)下落经过A 刻线时,可以认为小球已进入匀速运动状态)。
依次测出小球通过管中的两刻线A 、B 间所需的时间t ,各管的直径用D 表示,则通过大量的实验,我们就可以得到t 与D 之间的关系。
已有的数据表明,t 与1/D 成线性关系。
即以t 为纵坐标轴,以1/D 为横坐标轴,根据实验数据可以作出一条直线(动手画画瞧！)。
这就是个好消息,因为如果延长该直线与纵轴相交,其截距对应的就是h图1多管落球法测量液体粘滞系数仪1/D =0时的t 0,而1/D =0正好对应D ®¥,于就是我们用这种方法就可以外推出在横向“无限广延”的液体中,小球匀速下落通过距离h 所需的时间t 0。
所以有v 0=ht 0(3)将(3)代入(2),即可求出液体的粘滞系数h :ht d g 18)(020⋅-=ρρη (4) 若式中各量均采用国际单位,则h 的单位为帕•秒,记为Pa ×s ,1Pa ×s =1kg /(m ×s )。
误差计算:ddh h t ∆+∆+∆=∆=2t E 00ηη(5) D h =E ×h (6)最终测量结果表示成:ηηη∆±= (7)4.1.2纵向“无限广延”之外推为满足在纵向上“无限广延”这一条件,则小球的收尾速度v 还应修正为)1(0ldk v v += (8)其中,k 为常数,l 为液体的深度。
将(3)式代入(8)式,可得t图2 t 与1/D 图t 0lv khd v h t 10⋅+=(9) (9)式中,v 、h 、k 及d 均为常量,故0t 与l1满足线性关系。
根据(9)式,如果向各圆管中加入适量的液体,在保持各圆管中的液体深度均为1l 时,利用多管落球法之∞→D 时外推出的小球匀速下落距离h 所需的时间01t ,当各管中的液体深度均为2l 、3l ,…,∞→D 时,小球匀速下落距离h 所需的时间02t ,03t ,…,作lt 10-图,并进行线性拟合,延长直线与纵轴相交,纵截距为'0t ,则'0t 就就是当∞→D (横向为无限广延)且∞→l (纵向为无限广延)时,小球匀速下落h 所需要的时间,故'0t hv =(10) 将(10)式代入(2)式,可得ht gd 18)('20⋅-=ρρη (11)(11)式即为当液体在横向与纵向均满足“无限广延”条件下测量液体粘滞系数的计算公式。
4.1.3 小球半径无限小之外推由于在实验中采用玻璃圆筒作为容器盛放蓖麻油,这与斯托克斯定律第二假定所要求的“在无限广延的媒质中”的环境不同。
由流体力学可知:小球在容器中的下降速度要比在广延液体中的下降速度小,两者相差一个修正因子。
密立根通过实验得到的修正因子为:t 0图2 t 0与1/l 图t 0’)3.31)(4.21(lr R r++=β (12)式中R 与r 分别为容器与小球的半径,l 为筒中液体的深度。
可见,对同样大小的球而言,圆筒内半径R 越小,液体的深度l 越小,修正因子β越大;同样,对同一圆筒及一定深度的液体,球的半径r 越大,β就越大。
于就是,可以想象,当小球的直径趋于零时,器壁对小球的影响亦将趋于零。
此时,量筒中的液体相对小球来说,也就可理解为“无限广延”的液体了。
但就是直径趋于零的小球就是无法实现的,此时如果运用外推方法,就可以帮助我们实现这种理想的状况。
由于液体的深度比量筒的直径大得多,在不考虑量筒的深度对落球的影响时,修正因子)4.21()4.21(Dd R r +=+=β (13)则,液体粘度η与量筒直径D 及小球直径d 有如下关系)4.21(0Dd+=ηη (14)式中0η就是液体的真实粘滞系数,η就是用落球法测量得到的粘滞系数。
从(14)式可瞧出,η与d 成线性关系,因此可以用不同直径的小球测出若干个η(此时,D 与l 尽可能大),并以η为纵轴,d 为横轴作出η一d 图线,再进行线性外推。
当→d 0时,直线在纵轴上的截距就就是液体真实的粘滞系数。
4、2 理论修正4.2.1 边界条件的理论修正上述外推法虽然能比较准确地测量出液体的粘滞系数,但小球的运动状态也会对测量结果产生影响,得到的测量结果仍存在未知误差。
那么有无更好的方法来解决这个问题呢？让我们从头开始换个方式思考,既然容器的边界效应对球体受到的粘滞力有影响,可否一开始就从理论上将液体尺度的影响因素考虑进来？实际上就是可以的,通过流体力学的分析可以证明,在其她条件不变的前提下,对于本实验中采用的就是具有轴对称性的柱状液体,不考虑小球运动状态的影响时,小球在其中所受粘滞力公式(1)应修正成:)3.31)(4.21(3lrR r vd f ++=πη (15) 同样用落球法进行测量,粘滞系数应相应地表示成:())/3.31)(/4.21(11820l r D d htgd ++•-=ρρη(16)其中,D 为容器内径,l 为量筒内待测液体的总高度,r 为小球的半径。
4.2.2 小球运动状态的修正——雷诺数修正不仅液体的边界条件对小球在其中的运动有较大影响,物体在均匀稳定液体中的运动实际上还受到雷诺数R e 的影响。
雷诺数就是描述流体运动或物体在均匀稳定液体中运动的一个重要的无量纲参数:ηρdv R e ⋅⋅≡0 (17) 其中r 0就是液体密度,v 就是物体运动速度或流体稳定流速,d 就是运动物体的线性尺度,对本实验而言即小球直径,h 就是液体的粘滞系数。
雷诺数的大小决定了物体在液体中的运动方式,一般当R e <1(相当于小尺度物体在低密度、高粘滞系数的液体中进行低速运动)时称低雷诺数运动,此时液体中的粘滞力起主导作用,而液体的惯性力可以忽略,运动物体感受到周围液体以层流方式流动;而当R e >1时(相当于大尺度物体在高密度、低粘滞系数的液体中进行高速运动)称物体做高雷诺数运动,此时液体的惯性力作用逐渐增强,尤其就是当雷诺数超过某个阈值时(一般R e >2000)液体中的粘滞力可以忽略,物体感受到周围液体以湍流方式流动,展现出非常复杂的混沌效应。
由于雷诺数对物体在液体中的运动影响很大,即便就是对小雷诺数下的运动,公式(15)也需要做进一步修正,此时粘滞力在(15)式的基础上还要再乘上一个与雷诺数有关的修正项:)1080191631)(3.31)(4.21(32+-+++=e e R R l r D d vd f πη (18)由上式可见,当R e 较小时,可以只考虑第一级修正,随着R e 逐渐增大,需要将第二、第三甚至更多级的修正考虑进来,而当R e ³1时,公式中的修正项会变得比主项还大,这表明此时流体内的运动已经产生质的变化,基于斯托克斯公式的(18)式不再适用。
在实际操作中,一般当0.1<R e <0.5时我们仅考虑第一级雷诺数修正(为什么？),此时粘滞系数计算公式可以写成(试着推导一下):())1631(1)/3.31)(/4.21(11820eR l r D d htgd +•++•-=ρρη(19)五 实验内容1、 液体横向与纵向“无限广延”之外推法测量蓖麻油的粘滞系数提示:采用直径最小的刚球,在不同的液体深度下(约4个深度l 值),分别测量4个管子中小球下落液体高度h (15cm 左右,具体数据需要测量)所用的时间(选择5-6个刚球在同一个管子中下落,记录每个小球下落时间,该过程不可打捞落入液体中的刚球,否则会改变液体的流动状态)。