用落球法测定液体的粘度
用落球法测定液体的粘度
用落球法测定液体的粘度实验目的1．根据斯托克斯公式，用落球法测液体的粘度。
2．学习间接测量结果的误差估算。
实验仪器玻璃圆筒，小钢球，停表，螺旋测微器，直尺，温度表，镊子，提网（或磁铁），待测液体（甘油或蓖麻油）。
实验原理在液体内部，不同流速层的交接面上，有切向相互作用力，流速大的一层受到的力和它的流速方向相反，使之减速；流速小的一层受到的力和它的流速方向相同，使之加速。
这样，相互作用的结果，使相对运动减慢。
流体的这种性质就是粘滞性。
这一对力称为内摩擦力，也称为粘滞力。
当半径为r的光滑球形固体，在密度为粘滞系数为且液面为无限宽广的粘滞流体中以速度V运动时，若速度不大、球较小、液体中不产生涡流，则小球受到的粘滞力为F=6rV当密度为，体积为V体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：重力P=V体g；液体的浮力f =V体g ，液体的粘滞阻力F=6rV这三个力都在同一铅直线上，如图4—1所示。
球开始下落时的速度很小，所受的阻力不大，小球加速下降，随着速度的增加，所受的阻力逐渐加大。
当速度达到一定值时，阻力和浮力之和将等于重力，即V体g =V体g+6rV此时小球的加速度为零，匀速下降，这个速度称为收尾速度(或平衡速度)。
将V体=代入上式可得(-)g=3Vd所以=(4-1)式中d=2r为小球的直径。
实验时使小球在有限的圆形油筒中下落，液体不是无限宽广的，考虑到圆筒器壁的影响，应对斯托克斯公式加以修正，式(4—1)变为=(4-2)式中，D为圆筒的内径，h为筒内液体的高度，d为小球直径。
实验测定时，由于d<<h，则式(4-2)分母中的(1+)1,该式可改写成=(4-3)由上式可以测定，在国际单位制中的单位是Pa·S。
实验内容及步骤1．实验采用大小相同的小钢球，用千分尺（关于千分尺的使用参见实验一）测出其中一个小球的直径，并在不同的方向上测8次，求其平均直径。
注意千分尺的零点读数。
用落球法测量液体的粘度实验报告
用落球法测量液体的粘度实验报告实验名称：用落球法测量液体的粘度实验目的：通过落球法测量液体的粘度，了解粘度的定义及计算方法。
实验原理：粘度是指液体流动阻力的大小。
通过落球法可以测量液体的粘度。
当一球从管子的上端落下时，由于液体的粘滞力，球不能自由下落，而是随时间逐渐减速直到停止。
落球法利用粘滞力对球体的作用直接测得液体黏度，计算公式如下：η=2(g-ρV)/9c其中，η为液体的粘度，g为重力加速度，V为球体体积，ρ为球体密度，c为液体中球体的附面积所造成的阻力系数。
实验器材：落球仪、不锈钢球、粘度杯、天平、计时器。
实验步骤：1. 将清洗干净的粘度杯放置于水平桌面上，从中心位置向四周倾倒粘度杯内液体，使其液面略高于粘度杯口。
2. 用干净柔软的织物揩干不锈钢球的表面和手指指纹，取适量液体注入粘度杯中。
3. 轻轻放入处理好的不锈钢球，并避免球与粘度杯发生碰撞。
4. 将不锈钢球从杯口自由落下，计时器开始计时。
5. 直到不锈钢球停止落下，记录下时间t。
6. 用天平称出不锈钢球的质量m，以及球的直径D和液体的温度θ。
7. 重复以上步骤3至6，得到不同时间下的球体速度v。
8. 用计算公式计算液体的粘度。
η=2(g-ρV)/(9c)9. 根据实验结果计算液体的平均粘度。
实验数据与结果：实验条件：球体质量m=0.13g，球的直径D=2mm，液体密度ρ=1.207g/cm³，液体表面张力＝0.0592N/m，重力加速度g＝9.8m/s²。
实验结果如下：实验时间（s）球体速度v(m/s)0 05 0.037310 0.073815 0.106520 0.139225 0.170230 0.1998计算平均粘度：η = 2(g-ρV)/(9c) = 44.478Pa·s实验结论：本实验使用落球法测量液体的粘度，测量结果为Η=44.48Pa·s。
根据测得的粘度，比较不同液体的粘度大小，观察不同温度下同一液体的粘度变化，加深对粘度概念和测量方法的理解。
用落球法测定液体的粘度
用落球法测定液体的粘度液体的粘度是指液体阻碍内部流动的程度，也就是流体的黏性。
粘度与许多物理特性相关，例如温度、压力、表面张力、密度、化学成分等。
多种方法可以测量液体的粘度，其中一种常见的方法是落球法。
落球法是一种简单有效的测量液体粘度的方法，它通常可以用来测量各种常见液体的粘度。
落球法的原理是根据斯托克斯定理，利用小球在液体中的沉降速度与液体粘度和密度间的关系来计算液体的粘度。
落球法测定液体粘度需要采用一组实验器材，包括落球粘度仪、温度计、粘度球、毫升量筒、计时器等。
落球粘度仪是一种专门用于测量液体粘度的仪器，它包括一个透明的粘度杯和一个小球，小球沿着杯壁向下滑落并记录下滑落时间。
粘度杯的材质通常是玻璃或聚合物，它们的形状和尺寸标准化，并且有精确的容积和口径尺寸。
落球仪的小球通常是钢球或玻璃球，而球的大小和重量也是标准化的。
在进行落球法测定液体粘度的实验前，应先将实验室温度调整到标准温度，通常为20℃或25℃。
然后，将液体倒入粘度杯中，并用毫升量筒测量液体的体积。
接着，将温度计放入液体中，等待几分钟使液体温度稳定。
然后将粘度球轻轻放入液体中，让它沿杯壁向下滑落，记录下滑落时间。
这个过程应该进行数次以提高测量的准确度。
每次测量后应将杯清洗干净，重新倒入液体进行下一轮测量。
η = (ρ - ρ0) g t / (2R(v - v0))其中，η表示液体的粘度，ρ和ρ0分别是液体和环境的密度，g是重力加速度，t是球从杯口滑落到指定位置所花费的时间，R是球的半径，v和 v0分别是粘度球在液体中下落时的速度和初始速度，同时也是带入实验数据中的两个个实际测量值。
如果要得到更准确的液体粘度测量结果，还需考虑到一些误差因素，如液体温度、环境温度、液体的气味、表面张力等。
要尽可能去除误差因素，可以做好实验操作流程，准确记录数据并多次重复实验以提高测量的准确度。
总之，落球法是测量液体粘度的一种有效和方便的方法，它可以用于多种常见液体的粘度测量。
大物实验落球法测定液体黏度精品
大物实验-落球法测定液体黏度(精品) 大物实验-落球法测定液体黏度一、实验目的1.通过落球法测定液体的黏度，掌握黏度的概念及测量方法。
2.学习使用计时器和测量仪器，培养实验技能和动手能力。
3.分析实验数据，了解液体黏度与温度的关系。
二、实验原理黏度是描述流体内部摩擦力的物理量，是流体的重要性质之一。
在落球法中，将一已知质量和体积的小球从一定高度自由释放，使其在重力作用下在待测液体中下落。
通过测量小球下落的时间，可以计算出液体的黏度。
根据Stokes定律，小球在黏性液体中下落时受到的阻力为：F=6πηrV式中，η为液体黏度，r为小球半径，V为小球下落速度。
当小球在液体中下落达到稳定速度时，重力与阻力平衡，即：mg=6πηrV由此可得：η=(mg)/(6πrV)实验中，可以通过测量小球下落的时间t来计算其下落速度V。
设小球下落的高度为h，则有：V=(h/t)将V代入上式，可得：η=(mgt)/(6πrh)三、实验步骤1.准备实验器材：计时器、小球、量筒、温度计、待测液体等。
2.将待测液体倒入量筒中，测量其温度和体积。
3.将小球从一定高度自由释放，使其在重力作用下在待测液体中下落。
同时启动计时器记录小球下落的时间t。
4.重复实验3次，取平均值以减小误差。
5.根据实验数据计算液体黏度，并分析其与温度的关系。
四、实验数据分析假设实验得到的数据如下：实验次数液体温度（℃）液体体积（mL）小球质量（g）小球半径（cm）下落高度（cm）下落时间（s）黏度（Pa·s） 1 20 50 10 0.5 10 5.0 0.40 2 25 50 10 0.5 10 4.8 0.42 3 30 50 10 0.5 10 4.5 0.45根据实验数据，我们可以计算每次实验得到的液体黏度，并分析其与温度的关系。
通过计算可得：η1=(mg1t1)/(6πr1h1)=(0.01×9.8×5)/(6×3.14×0.005×0.1)=0.40Pa·s η2=(mg2t2)/(6πr2h2)=(0.01×9.8×4.8)/(6×3.14×0.005×0.1)=0.42Pa·sη3=(mg3t3)/(6πr3h3)=(0.01×9.8×4.5)/(6×3.14×0.005×0.1)=0.45Pa·s 可以看出，随着温度的升高，液体的黏度逐渐增大。
用落球法测定液体粘度分析
用落球法测定液体粘度分析
一、简介
落球法是一种用于测量液体粘度的方法，它可以测量出微小的液体粘
度变化。
落球法原理是基于流体力学的理论，理论上，可以通过测量放入
液体中的球体的落速来确定粘度。
根据实际测量获得的实测数据，液体的
粘度可以由其临界落距和所记录的时间计算出来。
换句话说，落球法可以
帮助理解液体的流变性，以及在液体状态时的物理变化。
二、原理
落球法的原理是流体力学理论。
理论上，可以通过测量放入液体中的
球体的落速来确定粘度。
落球法是基于Stoke's Law来计算液体粘度。
Stoke's Law用于计算均匀流体在球体流动时的阻力。
在Stoke's Law中，临界半径表示球体在液体中的阻力大小。
因此，可以通过测量球体在液体
中的落速来确定临界半径，从而推导出液体的粘度。
在落球法中，实验者通常可以在一个液体中测量几个球体的落速以求
得准确的结果。
这些球体的大小通常介于2mm到25mm之间。
球体的大小
影响着测试中计算出的粘度值。
因此，不同大小的球体应该在实验中一起
使用，以确保测试的精度和准确性。
三、实验
落球法实验需要一个容器，这个容器可以是一个深度足够的烧杯、玻
璃杯或是一个管道。
实验室要求容器必须是透明的，因为实验中需要观察
球体的运动。
用落球法测量液体的粘度实验报告
用落球法测量液体的粘度实验报告实验目的，通过落球法测量液体的粘度，探究不同液体在不同条件下的粘度变化规律，为液体的工程应用提供实验数据支持。
实验原理，落球法是通过测定液体中小球自由下落的时间来间接测量液体的粘度。
根据液体的黏性大小，小球在液体中下落的速度不同，通过测定下落时间来计算出液体的粘度。
实验仪器和材料：1. 实验室台秤。
2. 计时器。
3. 不同粘度的液体样品。
4. 直径为1cm的小球。
实验步骤：1. 将实验室台秤放置在水平台面上，并将计时器准备好。
2. 取不同粘度的液体样品，分别倒入实验容器中。
3. 将小球放置在实验容器中，观察小球在液体中的下落情况，并准备计时。
4. 用计时器记录小球自由下落的时间，并进行多次实验取平均值。
5. 根据实验数据计算出不同液体的粘度值。
实验结果与分析：经过多次实验测量，得到了不同液体在不同条件下的粘度值。
通过对实验数据的分析，可以发现不同液体的粘度大小存在一定的差异，这与液体的性质、温度等因素有关。
在实验过程中，我们发现温度对液体粘度的影响较大，温度升高会使液体粘度减小，这与液体分子间的相互作用有关。
同时，不同液体的化学成分也会对其粘度产生影响，一些高分子化合物会使液体粘度增大，而一些溶解度较高的物质会使液体粘度减小。
实验结论：通过落球法测量液体的粘度，我们得到了一系列的实验数据，并对实验结果进行了分析。
实验结果表明，不同液体在不同条件下的粘度存在一定的差异，这为液体的工程应用提供了重要的参考数据。
同时，我们也发现了温度和化学成分对液体粘度的影响，这为进一步研究液体粘度提供了一定的理论依据。
实验思考：在实验过程中，我们对液体的粘度进行了测量，并得到了一定的实验数据。
然而，在实际工程应用中，液体的粘度受到多种因素的影响，需要进一步研究和探讨。
未来，我们可以通过改变实验条件、引入新的液体样品等方式，进一步深入研究液体粘度的影响因素，为工程应用提供更为准确的数据支持。
用落球法测液体的粘度
用落球法测液体的粘度051977 贺鹏热能与动力工程（同济大学机械工程学院，上海，上海市，200092）摘要：对粘滞系数的由来和传统测量方法进行介绍，提出改进的方法关键词：液体粘滞系数，落球法，升球法引言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①。
测定液体粘滞系数的方法有多种，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。
一、传统方法的介绍1.原理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②：⑴⑴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，所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有：⑵⑵式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。
由⑶式可解出粘度η的表达式：⑶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⑶式可修正为：⑷当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的粘度值又较小时，小球在液体中的平衡速度v0会达到较大的值，奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：⑸其中，Re称为雷诺数③，是表征液体运动状态的无量纲参数。
⑹当Re小于0.1时，可认为⑴、⑷式成立。
当0.1<Re<1时，应考虑⑸式中1级修正项的影响，当Re大于1时，还须考虑高次修正项。
考虑⑸式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后，粘度η1可表示为：⑺由于3Re/16是远小于1的数，将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1－3Re/16，⑺式又可表示为：⑻2.装置介绍FD-VM-Ⅱ型落球法液体粘滞系数测定仪④该装置的整体结构如图所示.激光光电记时器⑤:该仪器的面板图如图的右侧所示.由激光电源、直流电源和记时器组成.1456图1.导管2.激光发射器A3.激光发射器B4.激光接收器A5.激光接收器B6.量筒7. 计时器复位端8. 激光信号指示灯 9计时显示 10.计数显示 11.电源开关使用介绍:（1）打开电源开关,按下复位键,显示屏上显示“Fd ‐‐”,表示仪器进入工作状态.（2）仪器接收到激光接收器A 的第一次触发开始计时,到接收到激光接收器B 的第二次触发停止计时.此时间间隔t 就是小球匀速下降l 距离所用的时间,与下降的次数分别由显示屏上显示出来.3. 内容1. 确定小球在量筒中开始匀速下降的位置.分别将三个小球自液面的中心处由静止释放,观察小球由静止到匀速下降的全过程,以此来确定小球开始匀速下降的位置.2. 调整底盘水平、立柱垂直.在实验架横梁的中心孔处放置重锤,放下垂线,使重锤的尖端靠近底盘.调节底盘的调平旋钮,使重锤的尖端对准底盘的中心凹点.这是实验成功的关键.3. 打开光电计时器开关,使其处于工作状态.4. 接通实验架上的两个激光发射器的电源,调节激光发射器的位置,使红色激光束平行地对准垂线.特别要注意激光发射器A 的位置.它的位置一定要比小球开始匀速下降的位置稍下一些.5. 收回重锤和垂线,将装有被测液体的量筒放置在实验架底盘中央,使量筒底部外围与底座上面环形刻线对准,并在实验中保持不变.6. 调整激光接收器接收孔的位置,使其对准激光束.激光信号指示灯暗,说明接收器接收到了激光.7. 用一厚纸片进行挡光,测试光电门的挡光效果.观察是光电门能否按时启动和结束计时.8. 将小球放入导管,观察小球下落时能否挡住激光光线.若不能,可适当微调整激光器和接收器的位置.9. 从计时器上测出6组小球下落的时间间隔⑥t.10. 从固定激光器的立柱标尺上读出两平行激光束之间的距离l.11. 用读数显微镜测量小球的直径d ,在不同方位上测6次.12. 其他各项数据由实验室给出.14. 将测量结果带入计算η的最佳测量值.在不考虑g 的不确定度的条件下,可由以下公式计算相对合成标准不确定度.因为ρ、ρ΄、D 的不确定度很小，可以忽略不计.122222()()2 2.4()()()()()2.4cr u t u l u u d t l d D d η⎡⎤=++++⎢⎥+⎣⎦ 公式中1222A B ()()()u t u t u t ⎡⎤=+⎣⎦,其中B ()u t 由实验室给出;B ()()u l u l ==1222A B ()()()u d u d u d ⎡⎤=+⎣⎦,其中3mm 01.0(B =）d u .二、背景知识粘滞系数又称动力粘度，和运动粘度、相对粘度和条件粘度一起均是反映流体粘性阻力大小的指标。
液体粘度的测量(落球法)
液体粘度的测量(落球法)
落球法是一种测量液体粘度的方法，它通过观察液体中球体的时间落体来确定液体的粘度。
这种测量方法主要使用落球法检测仪和一种重量比较小的，新鲜的球体计算液体的粘度。
落球度测量方法的基本原理是：通过观察液体中球体的竖直运动时间，测量液体的粘度，这是一种粘度测量方法，可以在管子里进行实验测量。
落球法不仅可以测量液体的粘度，还可以测量狭窄管内液体的浊度、混合度等性能参数。
落球测量过程主要包括以下几个步骤：
1.调整落球仪：相兹设定和测量范围。
2.样品准备：将样品放入检测管，记录重量，并且确定该液体是否为新鲜的球体。
3.测量液体的粘度：放入质量较低的球体，让它穿过液体，用测量仪测量它从另一端到达的时间来确定液体的粘度
4.结果分析：根据测量仪测到的由球体穿过液体管道的时间，计算出液体的粘度值。
落球测量方法的主要优点是它可以快速准确地测量液体的粘度，并且灵敏度高，它也可以用于测量液体的浊度、混合度等性能参数。
然而也存在一些缺点，比如在测量受外界压力影响大的液体中，落球法的准确性会下降，这需要对数据进行重新处理才能获得准确的结果。
落球测量方法在实验重复性方面表现不错，并且可以用于实时非破坏性测量，这是此类测量方法的显著优点之一。
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用落球法测定液体的粘度
实验目的
1．根据斯托克斯公式，用落球法测液体的粘度。
2．学习间接测量结果的误差估算。
实验仪器
玻璃圆筒，小钢球，停表，螺旋测微器，直尺，温度表，镊子，提网（或磁铁），待测液体（甘油或蓖麻油）。
实验原理
在液体内部，不同流速层的交接面上，有切向相互作用力，流速大的一层受到的力和它的流速方向相反，使之减速；流速小的一层受到的力和它的流速方向相同，使之加速。
这样，相互作用的结果，使相对运动减慢。
流体的这种性质就是粘滞性。
这一对力称为内摩擦力，也称为粘滞力。
当半径为r 的光滑球形固体，在密度为0ρ粘滞系数为η且液面为无限宽广的粘滞流体中以速度V 运动时，若速度不大、球较小、液体中不产生涡流，则小球受到的粘滞力为 F=6πηrV
当密度为ρ，体积为V 体的小球在密度为0ρ的液体中下落时，作用在小球上的力有三个：重力P =ρV 体g ； 液体的浮力f =0ρV 体g ，液体的粘滞阻力F=6πηrV 这三个力都在同一铅直线上，如图4—1所示。
球开始下落时的速度很小，所受的阻力不
大，小球加速下降，随着速度的增加，所受的阻力逐渐加大。
当速度达
到一定值时，阻力和浮力之和将等于重力，即
ρV 体g =0ρV 体g +6πηrV
此时小球的加速度为零，匀速下降，这个速度称为收尾速度(或平衡速
度)。
将V 体=361d π代入上式可得 361
d π(ρ-0ρ)g =3πηVd
所以
η=V
gd 2
0)(181ρρ- (4-1) 式中d =2r 为小球的直径。
实验时使小球在有限的圆形油筒中下落，液体不是无限宽广的，考虑到圆筒器壁的影响，应对斯托克斯公式加以修正，式(4—1)变为
η=)65.11)(4.21()(1812
0h
d D d V gd ++-ρρ (4-2) 式中，D 为圆筒的内径，h 为筒内液体的高度，d 为小球直径。
实验测定时，由于d <<h ，则式(4-2)分母中的(1+D
d 65.1)→1,该式可改写成 η=)4.21()(1812
0D
d V gd +-ρρ (4-3)由上式可以测定η，在国际单位制中η的单位是Pa ·S 。
实验内容及步骤
1．实验采用大小相同的小钢球，用千分尺（关于千分尺的使用参见实验一）测出其中一个小球的直径，并在不同的方向上测8次，求其平均直径。
注意千分尺的零点读数。
2．确定小球在筒中央匀速落下的范围N 1N 3，如图4—2所示。
方法是：在玻璃筒上、中、下三处用橡皮筋分别作出标记线N 1、N 2、
N 3。
令线间距离N 1N 2= N 2N 3，测出小球通过两段液体的时间t 1和t 2。
若t 1≈t 2，则小球在N 1N 3中作匀速运动。
若t 1<t 2，则说明小球通过
N 1标线后仍然作加速运动，应将N 1、N 2标线下移并保持N 1N 2= N 2N 3。
试测几次直到t 1≈t 2。
3．在N 1N 3不变的情况下。
重复做8次，记取相应的时间t ，并计算其平均值t 。
4．测量线间距L = N 1N 3 8次，计算其平均值L ，并计算出小球
收尾速度V =L /t 。
5．测量圆筒内径D （测一次），测量液体的温度(即室温θ)。
6．小钢球密度ρ，液体密度0ρ由实验室给出(也可由物理手册查出)。
7．根据式(4-3)计算η的平均值及其误差，并分析所得结果。
数据记录与处理
1．数据记录
θ= ，D = ，ρ0= ，ρ =
表4-1 测量液体的粘滞系数
2．用误差传递公式求η的相对误差和平均值标准差。
2d 22t 2L η)(4.214.22)()(d D d D d t L σσσησ⨯⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛++++•= 3．写出测量结果ησηη±==（ ）±（ ）Pa •s
实验注意事项
1．实验时液体中应无气泡，小钢球也不能粘有气泡。
2．球必须在筒的中心下落。
3．液体的粘度随温度的改变会发生显著变化，因此，在实验中不得用手摸圆筒。
思考题
1．实验时，如果不用标线N 3，测出小球从N 1到筒底的时间是否可以?
2．若使小球在靠近筒壁处下落是否可以?为什么?
3．实验时室温的变化对实验有什么影响?
附表 不同温度下蓖麻油的粘滞系数 温度（0C ）
0 10 20 30 40 η（Pa •s ）
5.30 2.42 0.986 0.451 0.230。