落球法測量液體的粘滯系數(shù)_第1頁
落球法測量液體的粘滯系數(shù)_第2頁
落球法測量液體的粘滯系數(shù)_第3頁
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文檔簡介

落球法測量液體的粘滯系數(shù)一、問題背景液體流動時，平行于流動方向的各層流體速度都不相同，即存在著相對滑動，于是在各層之間就有摩擦力產(chǎn)生，這一摩擦力稱為粘滯力（或粘滯系數(shù)），它的方向平行于接觸面，其大小與速度梯度及接觸面積成正比，比例系數(shù)η稱為粘度，它是表征液體粘滯性強(qiáng)弱的重要參數(shù)。液體的粘滯系數(shù)和人們的生產(chǎn)，生活等方面有著密切的關(guān)系，比如醫(yī)學(xué)上常把血粘度的大小做為人體血液健康的重要標(biāo)志之一。又如，石油在封閉管道中長距離輸送時，其輸運(yùn)特性與粘滯性密切相關(guān)，因而在設(shè)計管道前，必須測量被輸石油的粘度。測量液體粘度可用落球法，毛細(xì)管法，轉(zhuǎn)筒法等方法，其中落球法適用于測量粘度較高的透明或半透明的液體，比如：蓖麻油、變壓器油、甘油等。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)習(xí)和掌握一些基本物理量的測量。2．學(xué)習(xí)激光光電門的校準(zhǔn)方法。3．用落球法測量蓖麻油的粘滯系數(shù)。三、實(shí)驗(yàn)儀器DH4606落球法液體粘滯系數(shù)測定儀、卷尺、螺旋測微器、電子天平、游標(biāo)卡尺、鋼球若干。四、實(shí)驗(yàn)原理處在液體中的小球受到鉛直方向的三個力的作用：小球的重力mg（m為小球質(zhì)量）、液體作用于小球的浮力?gV（V是小球體積。?是液體密度）和粘滯阻力F（其方向與小球運(yùn)動方向相反）。如果液體無限深廣，在小球下落速度v較小情況下，有F=6πηrv（1）上式稱為斯托克斯公式，其中r是小球的半徑；?稱為液體的粘度，其單位是Pa?s。小球在起初下落時，由于速度較小，受到的阻力也就比較小，隨著下落速度的增大，阻力也隨之增大。最后，三個力達(dá)到平衡，即mg=ρgV+6πη??0??（2）此時，小球?qū)⒁詖0作勻速直線運(yùn)動，由（2）式可得：η=(??6????0??（3）令小球的直徑為d，并用m??'6d?。vl0?t，r?d代入（3）式得η=(??′)?2??18??（4）其中?'為小球材料的密度。l為小球勻速下落的距離，t為小球下落l距離所用的時間。實(shí)驗(yàn)過程中，待測液體放置在容器中，故無法滿足無限深廣的條件，實(shí)驗(yàn)證明上式應(yīng)進(jìn)行如下修正方能符合實(shí)際情況：η=(??′)?2??18???1+2.45）??1+1.6??其中D為容器內(nèi)徑，H為液柱高度。當(dāng)小球的密度較大，直徑不是太小，而液體的粘度值又較小時，小球在液體中的平衡速度v0會

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