测定水的粘度系数

水粘度系数的测定

——车辆工程4班 刘天威 20110402406

1.实验目的

1）掌握用落球法测定水的粘度系数。

2）掌握游标卡尺，停表等实验仪器的使用；了解一种减小实验误差的方法；学习用标准算数误差表示实验结果。

2实验仪器

玻璃圆筒内的待测水，圆筒（有两条标线N1和N2），米尺，停表，游标卡尺，镊子，培养皿，小球（3颗）。

3实验原理

在稳定流动的液体中，因为各层流体的速度不同，因而在相邻的流体层之间会产生切向力，此切向力即为粘性力。实验指出，此粘性力f 正比于两流层间的接触面积S 和该处的速度梯度dv/dx ，即

f =n （dv/dx ）S

这就是牛顿粘性定律。式中，比例系数n 称为流体的粘度系数，它只与流体本身的性质和温度有关。

由于液体的粘性，物体在液体中运动时要受到液体的摩擦阻力，当小球在液体中下落时，若下落速度很小，球也很小，且液体在各方向上是无限宽广的，则由斯托克斯公式有 f =6πn r v 式中，v 是小球下落的速度，r 是小球的半径，n 是液体的粘度系数。

小球在液体中下落时，不仅受到流体的阻力，还有自身的重力和水的浮力，三力平衡时，小球等速下落。由三力平衡得

4/3 r v n 6g 3/4g r π03ππρρ+=

式中，0ρ是水的密度，可得

v 9/gr )-(220ρρ=n

因为液体放在容器中总不是无限广阔的，所以小球在无限广阔的液体中下落是不可能的。只考虑管壁的影响。由于小球作匀速运动，则v=L/t ，并以r=d/2，R=D/2,（d 是小球直径，D 是液注直径，L 是小球作匀速运动的距离）得

）

（ρρD /d 71.21L 18/t gd )-(20+=n 4实验装置

5实验步骤

1）用米尺测出小球匀速下落的距离L；

2）用游标卡尺测出小球的直径d；

3）用游标卡尺测出液注的直径D；

4）将小球置于液注中心靠近水面位置释放，用停表测出小球通过距离L所用的时间t；5）记录数据并计算得出水的粘度系数n；

6实验心得

只有认真学得理论，才能想出比较好的方法。实践是检验真理的唯一方法。