用落球法测定液体粘度

其中
gd 2t (' ) 18l
，d
2('
)gtd
18l
，t
('
18l)gd2，l (' 18)gd2t(1)l2
（3）给出实验结果 uc()
：
.
The End
Original Score by: Faizaan Marolia Special Thanks: Thakkar & Rane
.
当质量为、体积为的小球在密 度为的液体中下落时，作用在 小球上的力有三个，即：（1）
重力 m g ，（2）液体的浮力
，（ 3V ）g 液体的粘性阻力 。这6三个 r力都作用在同一铅直
线上，重力向下，浮力和阻力 向上。
球刚开始下落时，速度很小，阻力不大，小 球作加速度下降。随着速度的增加，阻力逐渐加 大，速度达一定值时，阻力和浮力之和将等于重 力，那时物体运动的加速度等于零，小球开始匀
用落球法测定液体粘度
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实验原理
1．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：F6vr
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。
0(12.4D d)(11.6H d) （3）
式中为盛液体圆筒的内直径，为筒中液体的深度， 将（3）式代入（2）式得出
(' )gd2t
1
18l (12.4d)(11.6d)
D
H
.
实验器材
ND-1型液体粘度系数测定仪、游标卡尺、螺旋测微器、 米尺、秒表、水银温度计、密度计、镊子、小钢球等
D
1
2
Ｆ
ｆ
3
.
3、操作中的注意事项 1）实验时，油中应无气泡。
2） 因为油的粘度随温度改变会发生显著变化， 因此，实验中不要用手捧摸圆筒，以尽力保证 实验中油温恒定。每次实验结束时，应随时记 录油的温度。
3）小球放入时应轻而稳，不要使小球上附着 气泡，并且小球应沿各圆筒的中心轴线下落。
4）测量时间时，眼睛应与小球处于水平位置。
速下落，即 m gV g6r
.
此时的速度称为终极速度。由此式可得
(mV)g 6r
令小球的直径为d，将
m
1 d3' 6
，v
l ，r t
d 2
代入上式，得
(' )gd2t
18l
（2）
.
由于液体在容器中，而不满足无限 宽广的条件，这时实际测得的速度 和上述式中的理想条件下的速度之 间存在如下关系：
.
4、数据处理
几何参数的测量（小球的密度= =7.9010 3 Kg/m3，油的密度 =0.958 10 3Kg/m3）
实验过程中小球下落的时间 T1= 0C ，T2= 0C
.
5 数据处理要求
（1）利用
(' )gd2t
1
18l (12.4d)(11.6d)
D
H
计算
（2）计算标准不确定度 ①计算 uA ( ' ) ，uB ( ' ) ，uc ( ' )
.
.
2、用温度计测量油温，在 全部小球下落完后再测量一 次油温，取平均值作为实际 油温。
3、用液体密度计测量甘油 的密度，用游标卡尺测量筒 的内直径,用卷尺测量油柱 深度H。
4、测量下落小球的匀速运动速度 （1）测量上下两个激光束之间的距离。 （2）用激光光电门与电子记时仪测量下落时间。
5、计算液体的粘度及标准不确定度。
② uA (d ) 0 ，计算u B ( d 百度文库 ，u c ( d )
③计算 t ，u A ( t ) ，u B ( t )
④计算 l ，u A ( l ) ，u B ( l ) ，u c ( l )
⑤计算 u c () ( ( ' ) ) 2 u c 2 (' ) ( d ) 2 u c 2 ( d ) ( t) 2 u c 2 ( t) ( l) 2 u c 2 ( l)
LH
Ｐ
液体的粘滞系数测量装置示意图及原理图
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实验步骤
1、调整粘滞系数测定仪及实验准备 （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 对准底盘的中心圆点。 （2）将实验架上的上、下两个激光器接 通电源，可看见其发出红光。调节上、 下两个激光器，使其红色激光束平行地 对准锤线。 （3）收回重锤部件，将盛有被测液体的 量筒放置到实验架底盘中央，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 乙醚、酒精混合液清洗干净，擦干备用。 （5）将小球放入钢球导管，看其是否能 阻挡光线，若不能，则适当调整激光器 位置。