落球法测定液体的粘滞系数表格 (1)
11落球法测液体的粘滞系数
74实验十一 落球法测液体的粘滞系数粘滞系数是液体的重要性质之一，它反映液体流动行为的特征．粘滞系数与液体的性质，温度和流速有关，准确测量这个量在工程技术方面有着广泛的实用价值．如机械的润滑，石油在管道中的传输，油脂涂料，医疗和药物等方面，都需测定粘滞系数．测量液体粘滞系数方法有多种，落球法（又称Stokes 法）是最基本的一种，它可用于测量粘度较大的透明或半透明液体，如蓖麻油，变压器油，甘油等．【实验目的】1．学习和掌握一些基本物理量的测量；2．学会落球法测定液体的粘滞系数．【实验原理】一个在液体中运动的物体会受到一个与其速度反方向的摩擦力，这个力的大小与物体的几何形状、物体的速度以及液体的内摩擦力有关．液体的内摩擦力可用粘滞系数h 来表征．对于一个在无限扩展液体中以速度v 运动的半径为r 的球形物体，斯托克斯（G.G. Stokes ）推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为r v F ×××=h p 61 （1）当一个球形物体在液体中垂直下落时，它要受到三种力的作用，即向上的粘滞力F 1、向上的液体浮力F 2和向下的重力F 3．球体受到液体的浮力可表示为×××=13234r p r F g （2）上式中r 1为液体的密度，g 为重力加速度．球体受到的重力为×××=23334r p r F g （3）式中r 2为球体的密度．当球体运动某一时间后，上述三种力将达到平衡，即321F F F =+ （4）此时，球体将以匀速v 运动（v 也称为收尾速度）．因此，可以通过测量球体的下落速度v 来确定液体的粘滞系数：75()v r g ×-××=12292r r h （5）这里v 可以从球体下落过程中某一区间距离s 所用时间t 得到，这样粘滞系数为()st r ××-××=g 12292r r h （6）在实际测量中，液体并非无限扩展，且容器的边界效应对球体受到的粘滞力有影响，因此公式（1）需要考虑这些因数做必要修正．对于在无限长，半径为R 的圆柱形液体轴线上下落的球体，修正后的粘滞力为ûùêëé×+××××=R r r v F 4.2161h p （7）这样公式（6）变为()R r s t g r ×+×××-××=4.21192122r r h （8）如果考虑到圆柱形液体的长度L 并非无限长，还有r /L 量级的进一步修正．图1 液体中小球受力分析图【实验仪器】落球法粘滞系数测定仪（见图2）、小钢球、蓖麻油、米尺、液晶数显千分尺、游标卡尺、液体密度计、电子天平、电子秒表和温度计等．【实验内容】1．调整粘滞系数测定仪（1）调整底盘水平，在底盘横梁上放重锤部件，调节底盘旋纽，使重锤对准底盘的中心圆点．（2）将实验架上的上，下二个激光器接通电源，可看见其发出红光．调节上、下二个激光器，使其红色激光束平行，并对准锤线．（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．（5）将小球放入钢球导管，看其是否能挡阻光线，若不能，则适当调整激光器位置．2．测量下落小球的匀速运动速度（1）测量上、下二个激光束之间的距离．（2）放小球入钢球导管，当小球落下，阻挡上面的红色激光束时，光线受阻，此时用秒表开始计时，到小球下落到阻挡下面的红色激光束时，计时停止，读出下落时间，重复测量6次以上．763．用电子天平测量小钢球的质量m；用千分尺测其直径d；计算小钢球的密度r2．用液体密度计测量蓖麻油的密度r1．用游标卡尺测量量筒的内径D．用温度计测量液体温度（液体粘滞系数随温度变化很快，因此需要标明测量是在什么温度下进行的．）．4．用公式（8）计算h 值，h 值保留三位有效数据，h 的单位为kg m-1 s-1．【注意事项】实验时动作仔细，不要让油洒到实验台上．【思考题】1．如何判断小球达到匀速运动状态？2．仔细观察液体密度计的结构，说明它的工作原理．77。
落球法测量液体的粘滞系数
落球法测量液体的粘滞系数一、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与方法。
二、实验仪器:落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪三、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mg 、液体作用于小球的浮力gV ρ(V 为小球体积,ρ为液体密度)与粘滞阻力F(其方向于小球运动方向相反)。
如果液体无限深广,在小球下落速度v 较小的情况下,有:rv F πη6= (1)图1 液体的粘滞系数测量装置上式称为斯托克斯公式,式中η为液体的粘滞系数,单位就是s Pa ⋅,r 为小球的半径。
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就是很小的;2)球体仿佛就是在一望无涯的媒质中下降; 3)球体就是光滑且刚性的; 4)媒质不会在球面上滑过;Ｆｆ ＰLHD5) 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,而不就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,但就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:rv gV mg πηρ6+=于就是小球开始作匀速直线运动,由上式可得:vrgV m πρη6)(-=令小球的直径为d ,并用ρπ36d m =,t l v =,2dr =代入上式得: 其中ρ'为小球材料的密度,l 为小球匀速下落的距离,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。
测量表达式为:其中D 为容器的内径,H 为液柱高度。
四、实验步骤:1. 调整粘滞系数测量装置及实验仪器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置到实验架底盘中央,并在实验中保持位置不变。
物理实验要求及数据表格实验11 粘滞系数(新)
实验落球法测量液体的粘滞系数Array专业___________________学号___________________姓名___________________一、预习要点1.如何定义粘滞力（内摩擦力）；粘滞系数取决于什么；2.测量液体粘滞系数的方法有哪些，各有什么特点；3.认真观看视频中对于仪器功能的介绍，注意熟悉秒表的读数规范；4.认真观看视频讲解中的实验操作示范；5.课前请写好预习报告，上课时务必将预习报告和原始数据表格一并带来，否则扣分。
二、实验注意事项1.测量钢球下落时间过程中，在观察小球通过标线时，应使视线与标线保持水平；2.观察小球是否一直沿中心下落，若样品管倾斜，应调节其铅直；3.测量过程中，尽量避免对液体的扰动；用磁铁吸起钢珠时要小心操作，避免打破玻璃量筒，把蓖麻油滴在桌面上；4.实验时手和身体都不要接触到量筒，以保证实验过程油温恒定；5.为保证数据的一致性，选用唯一的小钢球进行实验，完成实验后，将小钢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。
三、原始数据记录表格成绩__________ 教师签字_______________组号________ 同组人姓名____________________方法Ⅰ：测量蓖麻油在不同温度下，小球下落20cm（从5cm至25cm）所用时间，重复测量5次；线水平。
四、数据处理要求1. 计算出不同温度条件下(40°C 时)蓖麻油粘滞系数的完整结果表达式；2. 40°C 时蓖麻油粘滞系数的标准值为0.231 Pa·s ，可将40°C 时粘滞系数的测量值与标准值比较计算相对误差（保留二位有效数字），分析本次实验中引起误差的原因有哪些？（主要误差有3个） 【参考公式】（注意：计算步骤写在实验报告纸上；要有数据代入的计算过程，只有公式和结果不得分！）1. ρ = 7.8×103kg/m 3 ρ0 = 0.95×103kg/m 3 D =2.0×10-2m d =1×10-3m 2. 方法Ⅰ计算公式：（1）20()(Pa s)18(1 2.4)ii gd t l d D ρρη-=⋅+，注意20l cm =（2）粘滞系数平均值12345(Pa s)ηηηηηη++++=⋅粘滞系数不确定度η∆=所以粘滞系数(Pa s)ηηη=±∆⋅；注意测量结果标准表达式的修约； 3. 方法Ⅱ计算公式：（1）5115i i t t ==∑，tσ=(2)σ=总σ=仪） （3）粘滞系数平均值20()(Pa s)18(1 2.4/)gd tl d D ρρη-=⋅+，注意5l cm = 粘滞系数不确定度20()18(1 2.4/)gd l d D ηρρσ-∆=+总 所以粘滞系数(Pa s)ηηη=±∆⋅；注意测量结果标准表达式的修约；4. 相对误差计算公式：0100%Eηηηη-=⨯。
落球法测定液体不同温度的粘滞系数
实验三 落球法测定液体不同温度的粘滞系数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大的液体。
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，在室温附近温度改变1˚C ，粘滞系数改变约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。
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 温度控制的原理实验原理1、落球法测定液体的粘滞系数在稳定流动的液体中，存在液体之间存在相互作用的粘滞力。
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d v /d x 的乘积成正比：S d d f xvη= (3-1) 其中η称为液体的滞粘系数，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，且在运动不产生旋涡。
根据斯托克斯定律，小球受到的粘滞力f 为：v r f ⋅⋅⋅=ηπ6 (3-2)式中η称为液体的滞粘系数，r 为小球半径，ν为小球运动的速度。
若小球在无限广延的液体中下落，受到的粘滞力为f ，重力为ρVg ，这里V 为小球的体积，ρ与ρ0分别为小球和液体的密度，g 为重力加速度。
小球开始下降时速度较小，相应的粘滞力也较小小球作加速运动。
随着速度的增加，粘滞力也增加，最后球的重力、浮力及粘滞力三力达到平衡，小球作匀速运动，此时的速度ν0称为收尾速度。
落球法测量液体的粘滞系数
落球法测量液体的粘滞系数一、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。
二、实验仪器：落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪三、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mg、ρ（V为小球体积，ρ为液体密度）和粘滞阻力F（其方向于小液体作用于小球的浮力gV球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v较小的情况下，有：=（1）6Fπηrv图1 液体的粘滞系数测量装置上式称为斯托克斯公式，式中η为液体的粘滞系数，单位是s Pa ⋅，r 为小球的半径。
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。
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：rv gV mg πηρ6+=于是小球开始作匀速直线运动，由上式可得：vrgV m πρη6)(-=令小球的直径为d ，并用ρπ36d m =，t l v =，2dr =代入上式得：（2）其中ρ'为小球材料的密度，l 为小球匀速下落的距离，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。
测量表达式为：（3）其中D 为容器的内径，H 为液柱高度。
四、实验步骤：1． 调整粘滞系数测量装置及实验仪器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置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变。
实验06 落球法测量液体粘滞系数
大学物理实验预习报告
姓名
实验班号
实验号Βιβλιοθήκη 实验六落球法测量液体粘滞系数实验目的：
实验原理及仪器介绍：
1.推导用落球法测量液体粘滞系数的计算公式。
2.推导计算粘滞系数不确定度的公式。
3.预习游标卡尺、千分尺的工作原理，掌握使用方法；总结千分尺使用时的注意事项。
实验内容：
1.如何判断小钢球在油中下落做匀速运动？
2.上方激光器光束可否位于油液面处？为什么？
数据表格：
1.记录所用测量仪器的仪器误差：
2.列出数据记录表格：
教师签字：
月日
实验一 落球法测定液体的粘滞系数liuxilian
实验一 落球法测定液体的粘滞系数【实验目的】1.通过实验观察液体的内摩擦现象。
2.学会用落球法测定流体的粘滞系数。
3. 掌握基本物理量——时间、长度、质量、温度的测量方法。
【实验仪器】玻璃圆筒、甘油、游标卡尺、千分尺、米尺、物理天平、秒表、温度计、十粒小钢球 【实验原理】当小球在甘油中匀速下降时，考虑到玻璃管壁对小球的影响，液体粘滞系数为：只需要测定： 、m 、d 、h 、D 、 0 等值，就可以算出液体的粘滞系数。
实验中所用液体为甘油，当温度T =0℃时，甘油的密度 ， 当T ≠0℃时，考虑到甘油的体积膨胀，必须将密度修正为：【数据记录与处理】1.圆筒直径：筒壁厚)21)(1(3)(210hdk D d k d gV m ++-=υπρη330/1026.1m kg ⨯=ρTβρρ+=10C︒⨯=-/1054βm105.23-⨯.m 1071.62105D D ;m 1071.67D ;m 1088.67D ;m 1054.67D ;m 1070.67D 333333231------⨯=⨯-=⨯=⨯=⨯=⨯=内径0.2分2.几个待测量：0.2分3.测定10个小钢球的直径 千分尺的零点读数：0.002.kg 1011.0m ;kg 101.1M 10;kg 10025.0m C;5.0T ;C 5.16T ;m 0005.0h ;m 630.0h ;m 0005.0S ;m 415.0S N N 333o o 21---⨯=⨯=⨯=∆=∆==∆==∆=每个小球的质量个小球的总质量油温液体的深度之间的距离与m102.985100.002)-987.2(d 3-3⨯=⨯=-mn n d d d u iA 321000135.0)1()()(-⨯=-∑-==σmu B 31000288.03-⨯==仪σ(此处容易出错!) 0.4分0.2分sn n t t t u iA 26.0)1()()(2=-∑-==σsu B 288.035.03===仪σsu u u B A t 388.0288.026.02222=+=+=)21)(1(3)(210hdk D d k d gV m ++-=υπρη23430/1026.15.16105!1026.11m kg T ⨯=⨯⨯+⨯=+=-βρρ3831039.1)2(34m dV -⨯==πsm t s v /0158.0102.2641530=⨯==-1分56210985.23.31063023.310985.24.2107.624.210985.21)1039.11026.11011.0(21026.110985.214.321)(23333383336222112=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=+++++---------dk h k d k D k d V m d ρρπ考虑到其它误差较小,只计算d 和t 的误差0.5分s Pa hdk D d k d g V m ⋅=⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=++-=-------7988.1)10630210985.23.31)(107.6210985.24.21(0158.010985.214.338.9)1039.11026.11011.0()21)(1(3)(33333833210υπρη015.020.26388.01018.35621)21)(2(221222222222112=+⨯⨯=++++++-==-t d u t u dk h k d k D k d V m d uB ρρπηη0.5分【思考题】：一、玻璃圆筒上部标志线N 1是否可以选取液面位置；为什么？0.5分答:不能.小球运动一段距离后才能达到匀速运动,一般取大于10厘米为宜.整洁度0.5分%)5.1()03.080.1(=⋅±=±=B s Pa ημηη。
实验二 落球法测量液体粘滞系数
实验二落球法测量液体粘滞系数概述当液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力，它的方向平行于两层液体的接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。
液体的粘滞性的测量是非常重要的，例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态，这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。
因此，测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
各种实际液体具有不同程度的粘滞性。
测量液体粘度有多种方法，本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。
如果一小球在粘滞液体中铅直下落，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。
当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。
一、实验目的1、用落球法测液体的粘滞系数；2、研究液体粘滞系数对温度的依赖关系。
二、仪器装置1、YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台；2、液体粘滞系数实验装置、3、光电转换实验模板；4、连接电缆；5、2mm小钢球；6、甘油(自备)；7、直尺；8、千分尺；9、数字温度传感器；10、小磁钢及重锤部件；11、激光器；12、接收器；13、量筒；14、导球管；15、物理天平；16、测温探头。
液体粘滞系数实验仪如图1所示。
三、实验原理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mg（mρ（V是小球体积，ρ是液体密度）和粘滞阻力为小球质量）；液体作用于小球的浮力gVF（其方向与小球运动方向相反）、如果液体无限深广，在小球下落速度v较小情况下，有rv F πη6= （1）上式称为斯托克斯公式，其中r 是小球的半径；η称为液体的粘度，其单位是s Pa ⋅。
液体粘滞系数的测量
液体粘滞系数的测试液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力，它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘滞系数，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。
液体的粘滞系数和人们的生产，生活等方面有着密切的关系，比如医学上常把血粘滞系数的大小做为人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘滞系数。
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透明或半透明的液体，比如：蓖麻油、变压器油、甘油等。
本实验用落球法测量蓖麻油的粘滞系数。
【预习思考题】1．为何要对公式（4）进行修正？2．如何判断小球在液体中已处于匀速运动状态？ 3．影响测量准确度的因素有哪些？【实验原理】以下阐述落球法测量液体粘滞系数的基本原理。
处在液体中的小球受到铅直方向的三个力的作用：小球的重力mg （m 为小球质量）、液体作用于小球的浮力gV ρ（V 是小球体积，ρ是液体密度）和粘滞阻力F （其方向与小球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v 较小情况下，有rv F πη6= （1）上式称为斯托克斯公式，其中r 是小球的半径；η称为液体的粘滞系数，其单位是Pa·s 。
小球在起初下落时，由于速度较小，受到的阻力也就比较小，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 v gV mg 06πηρ+= （2）此时，小球将以0v 作匀速直线运动，由（2）式可得：rv g V m 06)(πρη-=（3）令小球的直径为d ，并用'36ρπd m =，t lv =0，2d r =代入（3）式得ltgd 18)(2'ρρη-= （4）其中'ρ为小球材料的密度，l 为小球匀速下落的距离，t 为小球下落l 距离所用的时间。
落球法测量液体的黏滞系数试验报告
落球法测量液体的黏滞系数实验报告一、实验题目落球法测量液体的黏滞系数二、实验目的学会使用PID温控试验仪掌握用落球法测量液体的黏滞系数的基本原理掌握实验的操作步骤及实验数据的处理三、实验器材变温黏度测量仪、，ZKY-PID温控实验仪、秒表、螺旋测微器，钢球若干实验仪器简介：1、变温黏度仪如右图所示，待测液体在细长的样品管中能使液体温度较快地与加热水温达到平衡，样品管壁上有刻度线，便于测量小球下落的距离。
样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。
底座下有调节螺丝钉，用于调节样品管的铅直。
2、开放式PID温控实验仪温控实验仪包含水箱、水泵、加热器、控制及显示电路等部分。
本实验所用温控实验仪能根据实验对象选择PID参数以达到最佳控制，能显示温控过程的温度变化曲线和功率的实时值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点。
仪器面板如右图所示：开机后水泵开始运转，显示屏显示操作菜单，可选择工作方式，输入序号及室温，设定温度及PID参数。
使用左右键选择项目，上下键设置参数，按确认进入下一屏，按返回键返回上一屏。
进入测量界面后屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号，设定温度、初始温度、当前温度、当前功率、调节时间等参数。
图形以横坐标代表时间，纵坐标代表温度（以及功率），并可用上下键改变温度坐标值。
仪器每隔15秒采集一次温度及加热功率值，并将采得的数据示在图上。
温度达到设定值并保持2min温度波动小雨0.1℃，仪器自动判定达到平衡，并在图形区右边显示过渡时间t s，动态偏差σ，静态偏差e。
四、实验原理1、液体的黏滞系数：如果将黏滞流体分成许多很薄的流层，个流层的速度是不相同的。
当流速不大时，流速是分层有规律变化的，流层之间仅有相对滑动而不混合。
这中流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向做平滑直线运动的流动成为层流。
如下图所示实际流体在水平圆形管道中作层流时的速度分布情况，附着在管壁的一层流体流速为0，从管壁到管轴流体的速度逐渐增大，管轴出速度最大，形成不同流层。
落球法测量液体的粘滞系数-推荐下载
6
t
( )gd 2t 18l
其中 为小球材料的密度， l 为小球匀速下落的距离， 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。测量表达式为：
其中 D 为容器的内径， H 为液柱高度。
四、实验步骤：
( )gd 2t
向于小球运动方向相反）。如果液体无限深广，在小球下落速度 v 较小的情况下，有：
F 6rv
D
图 1 液体的粘滞系数测量装置
Ｆ ｆ
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对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
落球法测量液体的粘滞系数
落球法测量液体的粘滞系数一、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。
二、实验仪器：落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪三、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mg、ρ（V为小球体积，ρ为液体密度）和粘滞阻力F（其方向于小液体作用于小球的浮力gV球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v较小的情况下，有：=（1）6Fπηrv图1 液体的粘滞系数测量装置上式称为斯托克斯公式，式中η为液体的粘滞系数，单位是s Pa ⋅，r 为小球的半径。
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。
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：rv gV mg πηρ6+=于是小球开始作匀速直线运动，由上式可得：vrgV m πρη6)(-=令小球的直径为d ，并用ρπ36d m =，t l v =，2dr =代入上式得：（2）其中ρ'为小球材料的密度，l 为小球匀速下落的距离，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。
测量表达式为：（3）其中D 为容器的内径，H 为液柱高度。
四、实验步骤：1． 调整粘滞系数测量装置及实验仪器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置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变。
用落球法测液体的粘滞系数
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收尾速度对粘滞系数的影响
收尾速度测定时，选取了一段距离而测出 小球的平均速度，但在有限的时间内，速 度仅仅是趋近于收尾速度，这样使得粘滞 系数的测量值准确度降低。
小球下落发生滚动对粘滞系数的影响
在用斯托克斯定律测定粘滞系数时，认为流体 的流动是层流，其流线是稳恒的，对于球面两
侧相对应各点的压力恰好相等，这时的粘滞 阻力才易于计算.但是，小球在下落时，常会 出现平动加滚动的运动状态，这一点在实验中 又很难避免，由此而引起周围液体的不规则流 动即所谓湍流，这种情况必然影响粘滞系数的 测定，而且容器管壁的直径越小，这种影响就 越明显.
影响测量各因素的分析
小球半径对实验的影响 圆筒直径对实验的影响 收尾速度对粘滞系数的影响 小球下落发生滚动对粘滞系数的影响
小球半径对实验的影响
从误差角度考虑，小球直径越大误差越小。 但直径增大，重力增大，这样下降速度增 加，收尾速度增加，又是不希望看到的。 所以，在传统实验中，为了使收尾速度变 小，不得不采用直径较小的小球，这样就 存在较大的误差。
式中，ρ为小球材料的密度，L为小球匀速下落的 距离，t为小球下落距离L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。
测量表达式为：
(液)gd2t 1
18L
(12.4d)
D
式中D为容器的内径。
测量仪器
FD-VM-2
落球法粘滞系数测定仪
激光发射器 激光接收器
，这种情况必然影响粘滞系数的测定，而且容器管壁的直径越小，这种影响就越明显. 于是小球开始作匀速直线运动
最后，三个力与达到平小衡，球即：的直径、小球的挡
他也研究光波的理论, 并于1852年命名和说明荧光性的现象(phenomenon of fluorescence).
用落球法测液体黏度实验报告（带数据）
⽤落球法测液体黏度实验报告（带数据）曲⾩师范⼤学实验报告实验⽇期：2020.5.24 实验时间：8：30-12：00姓名：⽅⼩柒学号：**********年级：19级专业：化学类实验题⽬：⽤落球法测液体黏度⼀、实验⽬的：1.掌握⽤落球法测量液体的粘滞系数。
2.了解⽤斯托克斯公式测量液体粘滞系数的原理，掌握适⽤条件。
3.测定蓖⿇油的粘滞系数。
⼆、实验仪器：蓖⿇油，玻璃圆筒，游标卡尺，⽶尺，电⼦秒表，⼩钢球，螺旋测微器，天平，镊⼦，密度计，温度计三、实验内容：（1）⽤⽶尺测量⼩球匀速运动路程的上、下标记间的距离L（L在实验过程中不允许修改）。
（2）⽤秒表分别测量直径d=2.000mm和d=1.500mm的⼩球下落L所需要的时间t，重复测量6次，取平均值。
（3）将测量数据填⼊数据表格。
四、实验原理：2、⽤落球法测量液体的黏度当⼩球在液体中运动时，见下图，将受到与运动⽅向相反的摩擦阻⼒的作⽤，这种阻⼒即为黏滞⼒。
它是由于粘附在⼩球表⾯的液层与邻近液层的摩擦⽽产⽣的。
当⼩球在均匀、⽆限深⼴的液体中运动时，若速度不⼤，球的体积也很⼩，则根据斯托克斯定律，⼩球受到的黏滞⼒为F=6πηvr式中，η为液体的黏度，v为⼩球下落的速度，r为⼩球半径。
如果让质量为m，半径为r的⼩球在⽆限宽⼴的液体中竖直下落，它将受到三个⼒的作⽤，即重⼒G，液体浮⼒F浮，粘滞⼒F。
F=6πηvrF浮=4/3πr3ρ0gG=mg G=F- F 浮=0由此可得液体的粘滞系数为：3004()3=6m r g rv πρηπ-若测量⼩球以匀速率v0下落距离L 所⽤的时间t ，则液体的粘滞系数为：304()3=6m r gt rL πρηπ-?（1）由于实验中，⼩球是在内半径为R （直径为D ）的玻璃圆筒内下落，圆筒的直径和液体深度都是有限的，因此实际作⽤在⼩球上的粘滞阻⼒将与斯托克斯公式给出的略有不同。
当圆筒直径远远⼤于⼩球直径，且液体⾼度也远⼤于⼩球直径时，其差异是很微⼩的。
实验2 落球法测定液体粘滞系数(53-55)2060
实验一 落球法测定液体粘滞系数 - 53 -实验二 落球法测定液体粘滞系数实际液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度不同，于是各层之间就产生了与接触面平行的切向力，称为内摩擦力，又称粘滞力。
它的大小与速度梯度和接触面积成正比，比例系数η称为粘滞系数，它表征液体粘滞性的强弱。
测定η的方法有多种，常用的有落球法或落针法、毛细管法、旋转法等。
在变温条件下，还必须考虑液体的密度随温度的改变及对液体粘滞系数的影响。
在这里介绍用落球法测定液体粘滞系数的方法和用落针法研究液体粘滞系数随温度变化的特性。
【实验目的】1． 通过测量小球在液体中下落的运动状态来求测定液体的粘滞系数；2． 用雷诺数对斯托克斯公式进行修正。
【实验仪器】玻璃圆筒，数字天平，秒表，螺旋测微计，游标卡尺，温度计，比重计，小钢球(大小各10个)，镊子，待测液体(蓖麻油)。
【实验原理】斯托克斯公式半径为r 的光滑圆球，以速度v 在均匀的无限宽阔的液体中运动，当速度很小，球也很小时，在液体中不产生涡旋。
在这种情况下，它所受到的粘滞阻力为vr F πη6= (1-1)式(1-1)称为斯托克斯公式。
力F 实际上并非小球表面与液体之间的摩擦力，而是附着小球表面随小球—起运动的—层液体与周围液体之间的内摩擦力。
η即为液体的粘滞系数。
在CGS 制中，η的单位是P ，称为泊。
-211dy cm S P =⋅⋅。
在SI 制中，η的单位是Pa S ⋅或2N S m -⋅⋅，1Pa S 10P ∙=。
1． 液体粘滞系数的经验公式实验中，小球在密度为0ρ的液体中下落时，作用在小球上的力 图1-1有三个：重力、浮力和粘滞阻力，这三个力在同—直线上，重力向下，浮力和粘滞阻力向上。
小球开始下落时，速度尚小，阻力不大，小球加速下落。
随着速度的增加，小球所受粘滞阻力逐渐增大，当速度达到一定数值时，这三个力之和等于零，如图1-1所示，此后，小球将匀速下降，即vr g r g r πηρπρπ63434033+= （1-2） 此时的速度称为收尾速度，ρ是小球的密度，由式（1-2）得()vgr 9220ρρη-= （1-3） 由于液体装在容器内，总不满足无限宽阔的条件，如果小球沿内半径为R 的圆筒壁下落。
落球法测液体的粘度系数(最全版)PTT文档
(0 )gd2t0
18N1N2
（2）
【实验内容】
(1)调整底盘水平。 (2)用螺旋测微器测小钢球的直径d，在5个不同方 向上测，取其平均值。共测6个小球，记录测量的 结果，编号待用。 (3) 用游标卡尺从不同位置分别测量6只玻璃圆筒 内径D各5次。 (4）用米尺测出N1与N2的间距。 (5) 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。
粘滞力的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比。 斯托克斯定律要求液体是无限广延的且无旋涡产生。 在观察小钢球通过量筒标志线时，要使视线水平，以减小误差。
【实验原理】
如果一小球在液体中下落，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。
(6) 单管法 将6个小钢球先后自中心放入内径最大的1#圆筒内，记下相应通过 所用的时间ti及油温T，利用(1)式计算出vi ，即可求出
筒内油须长时间的静止放置，以排除气泡，使液体处于静止状态。
如果一小球在液体中下落，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
2.掌握用落球法测液体的粘度系数的原 如果一小球在液体中下落，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。 当D远大于d时，考虑到实验中直接测量量是小球的直径d和匀速时一定的下落高度N1N2及所用时间t，则上式变为： 粘滞力的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比。
于是 v N，1N代2 入(2)式即可求得η值，并与单管法 求出的η值及查t0 表得出的该温度下的理论值进行比
较。
物理实验要求及数据表格实验11粘滞系数
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.液体粘滞系数的大小取决于什么？2.落球法测定粘滞系数的基本原理是什么？3.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。
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？。