实验四液体粘滞系数的测定-南京农业大学物理实验教学中心
实验报告粘滞系数测定
一、实验目的1. 了解粘滞系数的概念及其在工程和科学领域中的应用。
2. 掌握测量液体粘滞系数的实验原理和方法。
3. 熟悉奥氏粘度计的使用方法，提高实验操作技能。
二、实验原理粘滞系数是表征液体粘滞性的物理量，其大小与液体的性质和温度有关。
在实验中，我们采用奥氏粘度计测定液体的粘滞系数，其原理基于斯托克斯公式。
当小球在液体中做匀速运动时，受到的粘滞阻力与重力、浮力达到平衡。
根据斯托克斯公式，小球所受到的粘滞阻力F为：F = 6πηrv其中，η为液体的粘滞系数，r为小球的半径，v为小球的速度。
实验中，通过测量小球在液体中下落的时间，可以计算出粘滞系数。
根据斯托克斯公式，小球达到收尾速度v0时的速度v0为：v0 = √(2gr/9η)其中，g为重力加速度，L为小球下落的距离，t为小球下落的时间。
三、实验仪器1. 奥氏粘度计2. 铁架3. 秒表4. 温度计5. 小球6. 液体（实验用）四、实验步骤1. 将奥氏粘度计固定在铁架上，调整至水平状态。
2. 将待测液体倒入粘度计的筒中，注意液体的高度不要超过筒的最大刻度。
3. 将小球放入筒中，用秒表测量小球从筒底到筒顶所需的时间t。
4. 记录实验温度，并计算粘滞系数η。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算小球下落的平均速度v = L/t。
2. 根据斯托克斯公式，计算粘滞系数η = 2grv0/9。
六、实验结果与分析1. 通过实验，测量得到小球下落的平均速度v和实验温度。
2. 根据斯托克斯公式，计算出粘滞系数η。
3. 对实验数据进行误差分析，讨论实验结果与理论值之间的差异。
七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了测量液体粘滞系数的原理和方法。
2. 奥氏粘度计是一种常用的测量液体粘滞系数的仪器，具有操作简便、测量精度高等优点。
3. 在实验过程中，我们注意了实验操作规范，保证了实验结果的准确性。
八、实验心得1. 在实验过程中，我们要严格遵守实验操作规程，确保实验安全。
液体粘滞系数的测定
斯托克斯
实验目的
1.了解超声换能器的工作原理和功能； 2.学习用驻波的振幅极值法和相位比较法测量超 声波的速度； 3.验证空气中声速与空气的比热容比的关系。
实验原理
液体粘滞系数的测定粘滞系数测定实验报告液体粘滞系数的测量液体粘滞系数蓖麻油的粘滞系数落球法测液体粘滞系数测定液体表面张力系数液体粘度的测定思考题液体粘度的测定液体粘度测定
液体粘滞系数的测定
液体粘滞系数的测定
13 实验背景 23 实验目的 33 实验原理 34 实验内容 53 思考题
实验背景
各种流体（液体、气体）都具有不同程度的粘 性。测量液体粘滞系数非常重要。
底座
•若v1v2=v3，则光电门1可选在其激光在圆筒
中轴线处距油面下方3cm以下的位置。
数据处理
1.求实。
2.求相对误差：
实查表或计算：
理 实 100% 理
log 0.0347T 0.7046
思考题
教材：1题（实验报告） 2题（实验报告） 3题（实验报告）
•光电门2的激光在量筒中轴线距底上方5cm，光 D
电门1的激光在量筒中轴线距液面下方分别为：
待测液体
1cm、3cm、5cm处。
r液
L1
F
•记录小球通过L1、L2所用时间t，测出L1、L2距 H
f
小 球
L
离L（用尺测量激光在量筒的两入射光点之间距
n mg
离和出射光点之间距离离，取其平均值）。
L2
•计算小球的下落速度v1、v2、v3 （v=L/t）。
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。
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。
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。
液体粘滞系数的测定实验数据
液体粘滞系数的测定实验数据引言粘滞系数是描述流体内部粘性阻力的物理量，它对于理解流体运动的性质和特性至关重要。
本实验旨在通过测定液体的粘滞系数，深入研究流体的流动特性。
实验原理液体的粘滞系数可通过斯托克斯法测定。
当流体在稳定状态下流动时，斯托克斯定律描述了粘滞力与速度、颗粒半径和粘滞系数之间的关系。
斯托克斯定律可以表示为以下公式：F = 6πηrv其中，F为流体受到的粘滞力，η为粘滞系数，r为颗粒半径，v为流体的速度。
实验步骤1.准备实验仪器和材料，包括密度计、流体样品、细管等。
2.使用密度计测量流体的密度，并记录下来。
3.准备一个细管，长度约为30厘米，内径为0.5毫米。
4.将流体样品注入细管中，注意不要有气泡。
5.将细管固定在一个支架上，并确保细管的一端与水平面平行。
6.在细管的一侧放置一个标尺，以便测量流体高度。
7.开始实验，记录下流体高度随时间的变化。
8.根据实验数据，计算流体的流速，并绘制流速与流体高度的关系曲线。
9.使用斯托克斯定律公式，结合实验数据，计算流体的粘滞系数。
10.重复实验多次，取平均值作为最终的粘滞系数结果。
实验数据与结果分析时间（s）流体高度（cm）0 101 8.52 7.2时间（s）流体高度（cm）3 64 5.15 4.36 3.77 3.18 2.69 2.2根据实验数据，我们可以绘制出流速与流体高度的关系曲线。
根据斯托克斯定律公式，可以得到粘滞系数的计算公式为：η = (2/9) (gr^2)/(v_slope - v_intercept)其中，g为重力加速度（9.8 m/s^2），r为细管半径。
根据实验数据的斜率v_slope和截距v_intercept，可以计算出粘滞系数的值。
根据实验数据的处理，我们得到流体的粘滞系数为η = 0.0012 Pa·s。
讨论与总结本实验使用斯托克斯法测定了液体的粘滞系数。
通过实验数据的处理和计算，我们得到了流体的粘滞系数为0.0012 Pa·s。
液体的粘滞系数实验报告
液体的粘滞系数实验报告一、实验目的测量液体的粘滞系数，加深对液体粘性本质的理解，掌握测量粘滞系数的基本方法和实验技巧。
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时，粘滞阻力与小球的速度成正比。
根据斯托克斯定律，球形物体在粘性流体中运动时所受的粘滞阻力为：＼（F ＝ 6\pi\eta r v\）其中，＼（F\）为粘滞阻力，＼（＼eta\）为液体的粘滞系数，＼（r\）为小球半径，＼（v\）为小球的下落速度。
当小球在液体中下落时，刚开始速度较小，粘滞阻力较小，重力大于浮力与粘滞阻力之和，小球加速下落。
随着速度的增加，粘滞阻力逐渐增大，当重力等于浮力与粘滞阻力之和时，小球将以匀速下落，此时有：＼（mg ＝＼rho_{球}Vg ＝＼rho_{液}Vg ＋ 6\pi\eta r v\）其中，＼（m\）为小球质量，＼（＼rho_{球}＼）为小球密度，＼（V\）为小球体积，＼（＼rho_{液}＼）为液体密度。
整理可得：＼（＼eta ＝＼frac{（｛＼rho_{球} ＼rho_{液}）gd^｛2}｝｝｛18v}＼）通过测量小球下落的距离\（s\）和时间\（t\），可以计算出小球的下落速度\（v ＝＼frac{s}｛t}＼），从而求得液体的粘滞系数\（＼eta\）。
三、实验器材1、粘滞系数测定仪2、小钢球3、停表4、游标卡尺5、千分尺6、温度计7、待测液体（如蓖麻油）四、实验步骤1、用游标卡尺测量小球的直径，多次测量取平均值，记为\（d\）。
2、用千分尺测量小球的直径，多次测量取平均值，进一步提高测量精度。
3、调节粘滞系数测定仪，使其铅直。
4、将待测液体注入容器中，使液面高度适当，确保小球在液体中下落时不会碰壁。
5、用镊子将小球放入液体中，使其从液面开始自由下落。
6、用停表测量小球下落通过两个标记点之间的距离\（s\）所需的时间\（t\），多次测量取平均值。
7、测量实验时液体的温度，通过查阅资料获取该温度下液体的密度\（＼rho_{液}＼）。
液体粘滞系数的测定
液体粘滞系数的测定在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，在相邻两层流体之间存在相对运动而产生切向力，流速快的一层给流速慢的一层以拉力，流速慢的一层给流速快的层以阻力，液层间的这一作用称为内摩擦力或粘滞力，流体这一性质称为粘滞性。
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度有关，血液粘滞会使流人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，血粘度大小成了人体血液健康的重要标志之一。
实验证明，粘滞力f 的大小与两液层间的接触而积△s 和该处的速度空间变化率dyd υ（常称为速度的梯度）的乘积成正比，即 s dyd f ∆=υη （5—1） 式（5-1）就是决定流体内摩擦力大小的粘滞定律，式中的比例系数η称为液体的内摩擦系数或粘滞系数。
它决定于液体的性质和温度，在润滑油选择、液压传动以及液体质研究等很多方面是一项主要技术指标，其国际制单位是：“帕斯卡·秒”（Pa·s ）。
[实验目的]（1）用落针法测定液体的粘度。
（2）熟悉各仪器的使用方法。
[实验仪器]本仪器采用落针法测量液体粘度（粘滞系数），既适于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测量液体的密度。
实验中使中空细长圆柱体（针）在待测液体中垂直下落，通过测量针的收尾速度，确定粘度。
本仪器采用霍尔传感器和多功能毫秒计（单片机计时器）测量落针的速度，并可自动计算后将粘度显示出来。
巧妙的取针装置和投针装置，使测量过程极为简便。
仪器由本体、落针、霍尔传感器、单片机计时器和恒温控制等部分组成。
见下图： 如图5-1，待测液体（例如蓖麻油）装在被玻璃恒温水套包围的玻璃圆筒容器中，圆筒竖直固定在机座上，机座底部有调水平的螺丝，机座上竖立一个铝合金支架。
其上装有霍尔传感器、提针装置（未画出）。
装在液体容器顶部的盖子上有投针装置发射器，它包括喇叭形的导杯和带永久磁钢的拉杆。
液体黏度系数的测量实验报告
液体黏度系数的测量实验报告一、实验目的1、了解测量液体黏度系数的基本原理和方法。
2、掌握使用毛细管法测量液体黏度系数的实验技能。
3、学会处理实验数据，计算液体的黏度系数，并分析误差来源。
二、实验原理液体在流动时，由于分子间的内摩擦力，会产生阻碍液体流动的阻力。
液体的黏度系数就是用来衡量这种内摩擦力大小的物理量。
在本实验中，我们采用毛细管法测量液体的黏度系数。
根据泊肃叶定律，在水平放置的均匀毛细管中，液体作稳定层流流动时，其体积流量 Q 与毛细管两端的压力差Δp、毛细管的半径 r、长度 l 以及液体的黏度系数η 之间有如下关系：＼Q ＝＼frac{＼pi r^4 ＼Delta p}｛8 ＼eta l}＼若在时间 t 内流过毛细管的液体体积为 V，则体积流量 Q ＝ V ／ t 。
通过测量压力差Δp 、毛细管的半径 r、长度 l 、液体体积 V 和流过的时间 t ，就可以计算出液体的黏度系数η 。
三、实验仪器1、奥氏黏度计2、恒温槽3、秒表4、移液管5、温度计6、比重瓶7、洗耳球8、蒸馏水9、待测液体（乙醇）四、实验步骤1、清洗黏度计用蒸馏水冲洗奥氏黏度计多次，确保其内部干净无杂质。
2、安装黏度计将清洗干净的奥氏黏度计垂直固定在恒温槽中，使毛细管部分完全浸没在恒温槽的液体中。
3、测量蒸馏水的流动时间用移液管吸取一定量的蒸馏水注入黏度计的球泡中，待液面高于刻度线 a 后，用洗耳球通过乳胶管将蒸馏水吸至刻度线 a 以上。
然后，松开洗耳球，让液体在重力作用下流经毛细管。
当液面经过刻度线 a 时，启动秒表；当液面到达刻度线 b 时，停止秒表，记录蒸馏水的流动时间 t1 。
重复测量三次，取平均值 t1' 。
4、测量待测液体（乙醇）的流动时间用移液管吸取与测量蒸馏水相同体积的待测液体乙醇注入黏度计，按照同样的方法测量乙醇的流动时间 t2 。
同样重复测量三次，取平均值 t2' 。
5、测量恒温槽的温度用温度计测量恒温槽中的液体温度 T 。
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。
液体粘滞系数的测定
实验四 液体粘滞系数的测定液体的粘滞系数是表征液体黏滞性强弱的重要参数，在工业生产和科学研究中（如流体的传输、液压传动、机器润滑、船舶制造、化学原料及医学等方面）常常需要知道液体的粘滞系数，准确测量这个量在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中有着重要意义。
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。
测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等方法，其中落球法（也称斯托克斯法）是最基本的一种，它是利用液体对固体的摩擦阻力来确定粘滞系数的，可用来测量粘滞系数较大的液体。
【预习思考题】1. 什么是液体的粘滞性？2. 金属小球在粘滞性流体中下落时，将受到哪些力的作用？3. 液体的粘滞系数与那些因素有关？【实验目的】1. 观察液体中的内摩擦现象。
2. 掌握用落球法测液体粘滞系数的原理和方法。
3. 学习和掌握一些基本测量仪器(如游标卡尺、螺旋测微计、比重计、秒表)的使用。
【实验原理】一个物体在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种力Array即为粘滞阻力。
它是由粘附在物体表面的液层与邻近的液层相对运动速度不同而引起的，其微观机理都是分子之间以及在分子运动过程中形成的分子团之间的相互作用力。
不同的液体这种不同液层之间的相互作用力大小是不相同的。
所以粘滞阻力除与液体的分子性质有关外，还与液体的温度、压强等有关。
液体的内摩擦力可用粘滞系数 η来表征。
对于一个在无限深广的液体中以速度 v 运动的半径为 r 的球形物体，若运动速度较小，即运动过程中不产生涡旋，则根据斯托克斯(G.G. Stokes)推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为f = 6πηvr (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、向上的液体浮力 F和向下的重力 G，如图 1 所示。
球体受到液体的浮力可表示为F = σg4πr3/3 (2)上式中 σ 为液体的密度，g为本地的重力加速度。
液体黏滞系数的测定实验报告
液体黏滞系数的测定实验报告一、实验目的1、学习和掌握用落球法测定液体黏滞系数的原理和方法。
2、了解斯托克斯定律的应用条件。
3、熟悉秒表、游标卡尺、千分尺等测量仪器的使用。
二、实验原理当一个小球在液体中下落时，它会受到重力、浮力和黏滞阻力的作用。
在小球下落速度较小时，黏滞阻力可以用斯托克斯公式表示：＼（F ＝6πηrv\）其中，＼（F\）为黏滞阻力，＼（η\）为液体的黏滞系数，＼（r\）为小球半径，＼（v\）为小球下落速度。
小球在液体中下落时，当重力、浮力和黏滞阻力达到平衡时，小球将以匀速下落，此时有：＼（mg Vρg 6πηrv ＝ 0\）其中，＼（m\）为小球质量，＼（V\）为小球体积，＼（ρ\）为液体密度。
由于小球体积\（V ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3\），质量\（m ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3ρ_0\）（＼（ρ_0\）为小球密度），整理可得：＼（η ＝＼frac{（ρ_0 ρ)g}｛18v}d^2\）其中，＼（d\）为小球直径。
因此，只要测量出小球的直径\（d\）、下落的速度\（v\）、液体和小球的密度\（ρ\）、＼（ρ_0\），以及重力加速度\（g\），就可以计算出液体的黏滞系数\（η\）。
三、实验仪器1、玻璃圆筒：内径约为 10cm，高度约为 50cm。
2、小钢球：直径约为 1mm 至 2mm 之间。
3、游标卡尺：精度为 002mm，用于测量小球直径。
4、千分尺：精度为 001mm，用于测量小球直径。
5、秒表：精度为 01s，用于测量小球下落时间。
6、温度计：用于测量液体温度。
7、电子天平：用于测量小球质量。
8、支架、细线等。
四、实验步骤1、用电子天平测量小球质量，多次测量取平均值。
2、用游标卡尺和千分尺分别测量小球直径，各测量五次取平均值。
3、将玻璃圆筒装满待测液体，放置在支架上，调整圆筒使其竖直。
4、用细线将小球悬挂在圆筒上方，使其自然下垂，然后轻轻放入液体中。
大学物理液体粘滞系数的测定
大学物理液体粘滞系数的测定1、试分析选用不同密度和半径的小球作此试验，对实验结果η的误差影响在特定液体中，因为粘度一定，则当小球半径减小时，收尾速度也减小，反之增大。
当小球密度增大时，收尾速度也会增大。
2、实验中引起测量误差的主要因素有哪些？（系统误差：操作过程中存在仪器误差偶然误差：在测量过程中，由人的感官灵敏及仪器精密限制产生的误差过失误差：由于明显地歪曲了测量结果产生的误差）或（人为因素（误读、误算、视差）量具因素（实验前未对螺旋测微计零点校正）力量因素（测量小球直径时的拧紧程度不同，度数偏差））3、在特定溶液中，当小球半径减小时，其下降的收尾速度如何变化？当小球密度增大时，又将如何变化？在特定溶液中，当小球半径减小时，其下降的收尾速度减小；小球密度增大，其下降的收尾速度增大4、在温度不同的同种液体中，同一小球下降的收尾速度是否相同？为什么？不相同，温度不同的同种液体中，粘滞系数不同，故小球所受的阻力也不同，所以下降的收尾速度也不同【实验原理公式】20()1= 2.4 3.318112gd t d d L D h ρρη-⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭【实验内容及步骤】12．测钢珠匀速下落的距离（钢板尺=0.5mm ∆仪） L = ± mm （单次测量值±∆仪） 3．测量筒内径（游标卡尺=0.02mm ∆仪）D =± mm （单次测量值±∆仪） 4．测量筒内液体高度（钢板尺=0.5mm ∆仪）h = ±mm （单次测量值±∆仪）5．实验室给出：33=7.77510kg /m ρ⨯ 330=1.26410kg /m ρ⨯ 2g 9.804m/s = 【数据处理】1．钢珠直径：d = mmd σ== mm=0.0005mm ∆仪d u = mm d d d u =±= ± mm 2．钢珠匀速下落时间：t = st σ== t=0.01s ∆仪 t u = s()s=t t t u =± ± s3．20()1=18 2.4 3.3112gd t d d L D h ρρη-⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭= Pa s ⋅（代入D 、L 、h 、d 时要化成国际单位m ）4．E η== （求导不考虑系数 2.4 3.3112d d D h ⎛⎫⎛⎫++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭）5．U E ηηη== Pa s ⋅6．=U ηηη±= ± Pa s ⋅。
液体粘滞系数的测定
实验29 液体粘滞系数的测定一、目的利用落球法测量液体的粘滞系数。
二、原理一个小球在静止的液体中运动时，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，且运动中不产生旋涡，则小球受到液体的粘滞力为v d f π3η= （29-1）此式称为斯托克斯公式。
式中，d 为小球直径，v 为小球的运动速度，η为液体的粘滞系数。
如图29-1所示，当小球在液体中下落时，其受到粘滞力、浮力和重力的作用，当三力达到平衡时，小球达到收尾速度v m ，并以该速度匀速下落。
由三力平衡可得mπ3g)(dv V m ρη-=（29-2）式中m 为小球质量，V 为小球体积，ρ为液体密度。
一般说来，ρ是温度T 的函数，可表示为：)1/(0T βρρ+= (29-3)式中 0为0℃时液体的密度，T 为液体的温度，β为修正系数。
对于甘油有：温表0=1.260⨯103kg/m 3，β=5⨯10-4/ ℃。
若小球在直径为D 的圆筒中的液体里下落，由于液体不是无限广延的，考虑器壁的影响，要对小球的收尾速度加以修正。
在小球半径远小于液体深度时，小球的收尾速度应修正为：)1(mm Ddk v v +'= （29-4） 式中v m ′为小球在圆筒中液体里下落时测得的收尾速度，k 为修正系数。
若小球在液体中运动时引起涡流，因小球还受到涡流造成的阻力，则（29-2）式应进一步修正为m m 163π3g )(v d dv V m ρρη--=（29-5）根据式（29-5），要利用有限直径的圆筒准确测得液体的粘滞系数，必须测得修正系数k 。
为此，可让直径为d 的小球分别在不同直径D 的圆筒中下落。
测量小球通过两标志线（如图29-1中的N l 和N 2）所需的时间t ，计算出小球在各圆筒中下落图29-1ρ HL L H N 1N 2液体 ρ时的收尾速度v m ′。
以d /D 为横轴，l/ v m ′为纵轴，画出如图29-2所示的直线。
将直线延伸与纵轴相交，交点值的倒数即为液体无限广延时小球的收尾速度v m 。
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。
液体粘滞系数的测量
(12.4d)
D
式中D为容器的内径。
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三、实验仪器
FD-VM-2
落球法粘滞系数测定仪
激激光光发发射射器器 激光接收器
蓖麻油
激光光电计时 仪
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四、实验内容
1、用千分尺测量小球的直径，共测5个球，每个球从不同 的方向测量3次
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四、实验内容
三实验仪器三实验仪器fdvm2落球法粘滞系数测定仪激光发射器激光发射器激光接收器激光接收器蓖麻油激光光电计时仪四实验内容四实验内容1用千分尺测量小球的直径共测5个球每个球从不同的方向测量3次四实验内容四实验内容2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、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。
调整底盘水 平
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四、实验内容
(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。
调整 激光器
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四、实验内容
对于液体，粘滞系数与液体的性质，温度和流速有关。液 体粘滞系数的测量在工程技术上有广泛的应用。如：机械的润 滑，石油在管道中的输送，油脂涂料，医疗和药物等方面，都 需测定粘滞系数。
测量液体粘滞系数的方法有多种，如落球法、转筒 法、毛细管法等，其中落球法是最基本的一种，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。
第3页，本讲稿共19页
二、实验原理
当金属小球在粘性液体中下落时
液体粘滞系数的测定
液体粘滞系数的测定在流动的液体中，各流体层的流速不同，则在相互接触的两个流体层之间的接触面上，形成一对阻碍两流体层相对运动的等值而反向的摩擦力，流速较慢的流体层给相邻流速较快的流体层一个使之减速的力，而该力的反作用力又给流速较慢的流体层一个使之加速的离，这一对摩擦力称内摩擦力或粘滞阻力，流体的这种性质称为粘滞性。
不同流体具有不同的粘度，同种流体在不同的温度下其粘度的变化也很大。
测定粘度在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中有着重要意义。
从实验中得到的粘滞定律：粘滞力f 的大小与所取流体层的面积S ∆和流体层之间的速度空间变化率dr du 的乘积成正比，即drdu s f ∆=η。
其中η为粘滞系数（也称内摩擦系数），它决定于液体的性质和温度，对液体而言，它随温度的升高而迅速减少。
η的国际单位：s Pa ⋅但是根据粘滞定律直接测量难度很大，一般都采用间接测量的方法。
测量液体粘滞系数的方法有很多种，如常用的落球法、落针法、转叶法。
本实验是用变温落针计测量液体在不同温度下的粘度系数。
中空长圆落针在待测液体中垂直下落，通过测量针的收尾速度确定粘度。
采用霍尔传感器和多功能秒表计测量落针的速度，并将粘度显示出来。
对待测液体进行水浴加热，通过温控装置，达到预定的温度。
巧妙的取针和提针装置，使测量过程极为简单。
本实验既适用于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测定液体密度。
【实验目的】1. 用落针法测液体的粘度系数。
2. 研究液体粘度系数在不同温度下的变化规律。
【实验仪器】PH--IV 型变温粘度器、落针图1 实验仪器实图【实验原理】一个物体在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种力即为粘滞阻力。
它是由粘附在物体表面的液层与邻近的液层相对运动速度不同而引起的，其微观机理都是分子之间以及在分子运动过程中形成的分子团之间的相互作用力。
不同的液体这种不同液层之间的相互作用力大小是不相同的。
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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。
在国际单位制中，η的单位是Pa·s（帕斯卡·秒），在厘米·克·秒制中，η的单位是P（泊）或cP（厘泊），它们之间的换算关系是：1Pa·s = 10P =1000cP（9）2．PID调节原理PID调节是自动控制系统中应用最为广泛的一种调节规律，自动控制系统的原理可用图4-1说明。
假如被控量与设定值之间有偏差e(t)=设定值-被控量，调节器依据e(t)及一定的调节规律输出调节信号u(t)，执行单元按u(t)输出操作量至被控对象，使被控量逼近直至最后等于设定值。
调节器是自动控制系统的指挥机构。
在我们的温控系统中，调节器采用PID调节，执行单元是由可控硅控制加热电流的加热器，操作量是加热功率，被控对象是水箱中的水，被控量是水的温度。
PID调节器是按偏差的比例(proportional)，积分(integral)，微分(differential)，进行调节，其调节规律可表示为：（10）式中第一项为比例调节，K P为比例系数。
第二项为积分调节，T I为积分时间常数。
第三项为微分调节，T D为微分时间常数。
PID温度控制系统在调节过程中温度随时间的一般变化关系可用图4-2表示，控制效果可用稳定性，准确性和快速性评价。
系统重新设定（或受到扰动）后经过一定的过渡过程能够达到新的平衡状态，则为稳定的调节过程；若被控量反复振荡，甚至振幅越来越大，则为不稳定调节过程，不稳定调节过程是有害而不能采用的。
准确性可用被调量的动态偏差和静态偏差来衡量，二者越小，准确性越高。
快速性可用过渡时间表示，过渡时间越短越好。
实际控制系统中，上述三方面指标常常是互相制约，互相矛盾的，应结合具体要求综合考虑。
由图4-2可见，系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定，产生超调的原因可从系统惯性，传感器滞后和调节器特性等方面予以说明。
系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。
传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。
对于实际的控制系统，必须依据系统特性合理整定PID参数，才能取得好的控制效果。
由（10）式可见，比例调节项输出与偏差成正比，它能迅速对偏差作出反应，并减小偏差，但它不能消除静态偏差。
这是因为任何高于室温的稳态都需要一定的输入功率维持，而比例调节项只有偏差存在时才输出调节量。
增加比例调节系数K P可减小静态偏差，但在系统有热惯性和传感器滞后时，会使超调加大。
积分调节项输出与偏差对时间的积分成正比，只要系统存在偏差，积分调节作用就不断积累，输出调节量以消除偏差。
积分调节作用缓慢，在时间上总是滞后于偏差信号的变化。
增加积分作用(减小T I)可加快消除静态偏差，但会使系统超调加大，增加动态偏差，积分作用太强甚至会使系统出现不稳定状态。
微分调节项输出与偏差对时间的变化率成正比，它阻碍温度的变化，能减小超调量，克服振荡。
在系统受到扰动时，它能迅速作出反应，减小调整时间，提高系统的稳定性。
PID调节器的应用已有一百多年的历史，理论分析和实践都表明，应用这种调节规律对许多具体过程进行控制时，都能取得满意的结果。
四、仪器介绍1. 落球法变温粘度测量仪变温粘度仪的外型如图4-3所示。
待测液体装在细长的样品管中，能使液体温度较快的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。
本温控试验仪内置微处理器，带有液晶显示屏，具有操作菜单化，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变化曲线及温度和功率的实时值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点，仪器面板如图4-4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。
使用键选择项目，键设置参数，按确认键进入下一屏，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。
图形区以横坐标代表时间，纵坐标代表温度（以及功率），并可用键改变温度坐标值。
仪器每隔15秒采集1次温度及加热功率值，并将采得的数据标示在图上。
温度达到设定值并保持两分钟温度波动小于0.1度，仪器自动判定达到平衡，并在图形区右边显示过渡时间ts，动态偏差σ，静态偏差e。
一次实验完成退出时，仪器自动将屏幕按设定的序号存储（共可存储10幅），以供必要时查看，分析，比较。
3．秒表PC396电子秒表具有多种功能。
按功能转换键，待显示屏上方出现符号且第1和第6、7短横线闪烁时，即进入秒表功能。
此时按开始/停止键可开始或停止记时，多次按开始/停止键可以累计记时。
一次测量完成后，按暂停/回零键使数字回零，准备进行下一次测量。
五、实验内容与步骤1．检查仪器后面的水位管，将水箱水加到适当值平常加水从仪器顶部的注水孔注入。
若水箱排空后第1次加水，应该用软管从出水孔将水经水泵加入水箱，以便排出水泵内的空气，避免水泵空转（无循环水流出）或发出嗡鸣声。
2．设定PID参数若对PID调节原理及方法感兴趣，可在不同的升温区段有意改变PID参数组合，观察参数改变对调节过程的影响，探索最佳控制参数。
若只是把温控仪作为实验工具使用，则保持仪器设定的初始值，也能达到较好的控制效果。
3．测定小球直径用螺旋测微器测定小球的直径d，将数据记入表1中。
表1 小球的直径4. 测定样品管的内径D用游标卡尺测量样品管的内径D，将数据记入表2中，测三次取平均值。
表2 样品管的内径D5．测定小球在液体中下落速度并计算粘滞系数温控仪温度达到设定值后再等约10分钟，使样品管中的待测液体温度与加热水温完全一致，才能测液体粘滞系数。
用镊子夹住小球沿样品管中心轻轻放入液体，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。
测量过程中，尽量避免对液体的扰动。
用秒表测量小球落经一段距离的时间t，并计算小球速度v0，用（4）式计算粘滞系数η，记入表3中。
表3中，列出了部分温度下粘滞系数的标准值，可将这些温度下粘滞系数的测量值与标准值比较，并计算相对误差。
将表3 中η的测量值在坐标纸上作图，表明粘滞系数随温度的变化关系。
实验全部完成后，用磁铁将小球吸引至样品管口，用镊子夹入蓖麻油中保存，以备下次实验使用。
表3 粘滞系数的测定ρ = 7.8×103kg/m3ρ0= 0.95×103kg/m3附录小球在达到平衡速度之前所经路程L的推导由牛顿运动定律及粘滞阻力的表达式，可列出小球在达到平衡速度之前的运动方程：（1）经整理后得：（2）这是1个一阶线性微分方程，其通解为：（3）设小球以零初速放入液体中，代入初始条件（t=0, v=0），定出常数C并整理后得：（4）随着时间增大，（4）式中的负指数项迅速趋近于0，由此得平衡速度：（5）（5）式与正文中的（3）式是等价的，平衡速度与粘滞系数成反比。
设从速度为0到速度达到平衡速度的99.9%这段时间为平衡时间t0，即令：（6）由（6）式可计算平衡时间。
若钢球直径为10-3m，代入钢球的密度ρ，蓖麻油的密度ρ0及40 ºC时蓖麻油的粘滞系数η = 0.231 Pa·s，可得此时的平衡速度约为v0 = 0.016 m/s，平衡时间约为t0 = 0.013 s。
平衡距离L小于平衡速度与平衡时间的乘积，在我们的实验条件下，小于1mm，基本可认为小球进入液体后就达到了平衡速度。