液体粘滞系数的测量
液体粘滞系数的测定
实验项目介绍实验资料：实验名称：落球法液体粘滞系数测定指导教师：kunter可预约计划：0 执行教室：1实605实验类型：综合实验仪器：FD-VM-Ⅱ落球法粘滞系数测定仪仪器套数：6准备天数：3实验介绍：用落球法测定液体的粘滞系数一、实验目的和意义液体都具有粘滞性，液体的粘滞系数（又称内摩擦系数或粘度）是液体粘滞性大小的量度，也是粘滞流体的主要动力学参数。
研究和测定流体的粘滞系数，不仅在物性研究方面，而且在医学、化学、机械工业、水利工程、材料科学及国防建设中都有很重要的实际意义。
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状态，可能引发多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状，因此，测量血液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。
液体的粘度受温度的影响较大，通常随着温度的升高而迅速减小。
测定粘滞系数的方法有多种，如转筒法、毛细管法、落球法等。
转筒法，利用外力矩与内摩擦力矩平衡，建立稳定的速度梯度来测定粘度，常用于粘度为0.1～100的流体；毛细管法，通过一定时间内流过毛细管的液体体积来测定粘度，多用于粘度较小的液体如水、乙醇、四氯化碳等；落球法，通过小球在液体中的匀速下落，利用斯托克斯公式测定粘度，常用于粘度较大的透明液体如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等。
本实验学习用落球法测定蓖麻油的粘滞系数，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，因此小球爱到粘滞阻力，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。
二、参考资料1、黄秉鍊·大学物理实验·长春：吉林科学技术出版社，2003，P65-68；2、沈元华等·基础物理实验·北京：高等教育出版社，2003，P119-122；3、阎旭东等·大学物理实验·北京：科学出版社，2003，P63-65；4、李天应·物理实验·武汉：华中理工大学出版社，1995，P100-102；5、王惠棣等·物理实验·天津：天津大学出版社，1997，P137-144；6、吴锋等·大学物理实验教程·北京：化学工业出版社，2003，P84-86。
液体粘滞系数测定实验报告
液体粘滞系数测定实验报告实验介绍：液体粘滞系数测定实验是通过测量液体在垂直下落时的速度和时间，对液体的粘滞性进行分析和测定的实验。
液体粘滞系数是指，液体内分子间相互作用的形成的阻力大小，阻碍了分子的相对运动。
液体粘滞系数又叫做黏度，通常用希腊字母mu（μ）表示，其单位是帕秒。
液体粘滞系数是许多流体力学和化学过程的重要参数之一，因此液体粘滞系数测定实验具有非常高的实用价值。
实验原理：液体粘滞系数测定实验的原理基于斯托克斯定理。
根据斯托克斯定理，在实验介质中垂直下落的直径为d的小球，以恒定的速度υ下落的关系式为：f=6πμυd其中f是液体对小球的阻力，μ是液体的粘滞系数，在SI单位下的单位是Pa·s，υ是小球下落的恒定速度，d是小球的直径。
实验内容：实验所需的材料主要有：测量筒、滴管、计时器、小球等。
首先将测试液体倒入测量筒中，并用滴管将小球放入液体中，观察小球在液体中的运动情况并确定小球下落的恒定速度。
然后，利用计时器测量小球下落一定距离所需的时间。
在实验过程中，需要先进行预热，将测试液体倒入测量筒中，用计时器测量室温下小球下落一定距离所需的时间t1，然后将液体测温加热至70℃，用计时器测量小球下落一定距离所需的时间t2。
在实验中，需要多次重复测量，求出液体的平均时间。
利用液体平均时间及小球的下落速度，根据斯托克斯定理，可以计算液体的粘滞系数。
实验数据处理：在实验过程中，需要先计算小球的下落速度υ，通过下式计算：υ＝m×g/6πRμ其中，m为小球的质量，R为小球半径，g为重力加速度，μ为液体粘滞系数。
可以求出实验所得液体的平均粘滞系数μ的值，通过求出标准偏差及误差，进一步确定实验数据的可靠性和准确性。
实验结论：通过本次液体粘滞系数测定实验，我们可以得知不同液体的粘滞系数不同，小球下落恒定速度与液体的粘滞系数成反比例关系，液体温度对粘滞系数的影响较大，液体温度升高，粘滞系数减小。
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
液体粘滞系数的测定【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。
【实验仪器】1．奥氏粘度计（加接橡皮管 ） 2.铁架及万向夹 3. 秒表 4.温度计 5.量筒 6.不同容量大小烧杯5个 7.医用橡皮吸球【实验材料】蒸馏水50ml 酒精25ml【实验原理】实际液体是有粘滞性的。
液体流动时，在本身的各个部分之间可以出现内摩擦力。
对于运动规律比较简单的流体——牛顿流体来说，内摩擦力F 是与两层流体的接触面积S 有关，与接触处的流体速度梯度dv/dx 有关的，具体表达式为：)1( dxdvS F η=即牛顿的片流关系式。
我们将比例系数η用其它物理量表示出来，得到如下公式：)2( dxdv S F=η 由此式可以看出：η代表在单位面积、单位速度梯度下的内摩擦力。
假如两种液体，它们的速度梯度及两流层接触面积相同，而摩擦力不同，则可以说它们是有不同的粘性；反过来；不同流体，它们的粘性不同，它们的比例系数η也就不同，因而称描述粘性大小比例的比例常数η为流体的粘滞系数。
测量粘滞系数的方法有很多种，本实验采用的是“间接比较法”。
由理论课的知识中，我们知道，在细管内作片流的稳定流动粘性流体，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：)3(84 lP R Q ηπ∆=其中R 为细管子的半径；l 为管长；ΔP 为管两端的压强差；η为流体的粘滞系数。
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 ，代入公式（3）中，可得到η的表达式：)4(84 VlPt R ∆=πη可以用此式直接测定粘滞系数η，但需要测量的物理量有R 、t 、ΔP 、l 、V 等多个，各个物理量的测量也并不容易，其实也没有必要，所以，我们采用间接比较法：即控制不同的流体在某些相同的条件进行实验测量（比如：让不同的流体的相同的体积通过同一根细管），利用公式进行比较，消去相同的物理量。
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。
粘滞系数测定实验报告
粘滞系数测定实验报告系数测定实验报告液体粘滞系数实验报告奥粘滞系数实验报告篇一：南昌大学液体粘滞系数的测定实验报告实验三液体粘滞系数的测定【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。
【实验仪器】1．奥氏粘度计 2.铁架及试管夹 3. 秒表4.温度计5.量筒 6.小烧杯1个7.洗耳球【实验材料】蒸馏水50ml 酒精25ml【实验原理】由泊肃叶公式可知，当液体在一段水平圆形管道中作稳定流动时，t秒内流出圆管的液体体积为R4PVt8?L （1）式中R为管道的的截面半径，L为管道的长度，?为流动液体的粘滞系数，?P为管道两端液体的压强差。
如果先测出V、R、?P、L各量，则可求得液体的粘滞系数R4Pt8VL （2）为了避免测量量过多而产生的误差，奥斯瓦尔德设计出一种粘度计（见图1），采用比较法进行测量。
取一种已知粘滞系数的液体和一种待测粘滞系数的液体，设它们的粘滞系数分别为?0和?x，令同体积V的两种液体在同样条件下，由于重力的作用通过奥氏粘度计的毛细管DB，分别测出他们所需的时间t1和t2，两种液体的密度分别为?1、?2。
则0xR4t18VL1gh（3）R4t28VL式中?h为粘度计两管液面的高度差，它随时间连续变化，由于两种液体流过毛细管有同0t 11xt22样的过程，所以由（3）式和（4）式可得： t??x?22??0t1?1(5)（4）2gh如测出等量液体流经DB的时间t1和t2，根据已知数?1、?2、?0，即可求出待测液体的粘滞系数。
【实验内容与步骤】(1) 用玻璃烧杯盛清水置于桌上待用，并使其温度与室温相同，洗涤粘度计，竖直地夹在试管架上。
(2) 用移液管经粘度计粗管端注入6毫升水。
用洗耳球将水吸入细管刻度C上。
(3) 松开洗耳球，液面下降，同时启动秒表，在液面经过刻度D时停止秒表，记下时间t。
(4) 重复步骤(2)、(3)测量7次，取t1平均值。
(5) 取6毫升的酒精作同样实验，求出时间t2的平均值。
液体黏性系数的测定
液体粘性系数的测定实验目的1. 观察球型物体在流体中受内摩擦力的运动状况。
2. 掌握用斯托克斯公式测定液体黏性系数的方法。
3. 学会测量显微镜的使用。
二，仪器用具圆筒形玻璃仪器，小球，测量显微镜，游标卡尺，米尺，秒表，密度计，镊子，蓖麻油二、实验原理①实际液体流动时，由于各层液体流速不同，互相接触的两层液体之间有力的相互作用，流速较慢的与流速较快的两相邻液体层之间的相互作用力，称为粘性力f = d^ S 其中为粘性系数dz②小球在液体中运动时，若速度不大，将受粘滞阻力作用，它是由于黏附在小球表面的液层与邻近液层的内摩擦而产生。
若液体无限广延，黏滞性较大，小球的直径与速度较小，根据斯托克斯公式，有f =3二dv式中d为小球直径，v为小球运动的速度。
③当小球开始在液体中下落时，重力向下，浮力和粘滞阻力向上，由斯托克斯公式可以看出，粘滞阻力随小球运动速度增加而增加。
小球刚开始下落时，速度很小，黏滞阻力较小，所以小球做加速运动，随着速度的增加，黏滞阻力逐渐变大，而小球运动速度达到一定大小时，小球受到的合力为零，小球将以匀速v下降，即1d 3 -1 ：d 3：-o^3■:ndv =0 6 6其中「是小球的密度，是 订液体的密度，是g 重力加速度，故可得 丄("d 2g18 v如图，玻璃筒内盛待测液体，筒上有相隔一定距离 L 的水平刻线与，距离液体表面有一定距离，使得小球运动一定距离后，达到时已经开始做匀速运动，在 贴近液体表面玻璃筒中心处轻轻放入小球，小球到达开始计时，到达停止计时, 算出小球经过匀速区间L 的时间t ，由L/t 求得小球下落速度V ,用读数显微镜 测量小球直径，再查得液体密度，即可算出黏性系数。
由于小球不是在无限广延的液体中下落，则需考虑器壁影响。
且小球还受液 体的阻力，则公式可修正为实验误差① 要求小球在无限延长的液体中下落，这是不可能的，如果小球沿着直径为D 的圆筒形容器的轴线下落，液面高度为 h ，则不考虑器壁的影响，修正为n = ________________ (P_P°)一18② 物体所受来自液体的阻力，有粘滞阻力和压差阻力，设小球直径为d,速度为V,液体密度为「°，粘度为，则前者与dv 成正比，后者与 債勺2成正比，流动 缓慢时，粘滞系数起主要作用，这时流体为流程，流动一加快，流动的情形就完 全改变成紊流，压差阻力占优势，两者之比3.3屮2hv(1 2.4°d 2v 2:?°dv其中R e 远小于1当R e不是很小时，由f =3二dv(1 3 R e)162得，丄一一―o dL18 L(1 +2.4 d )(1 +3.3 d ) 16 tD 2h③读数显微镜产生的误差④密度计产生的误差四，实验内容1. 用读数显微镜测量5个小球的直径，每个小球在不同直径方向测5次。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
液体粘滞系数的测量
一、实验目的
根据斯托克斯公式用落球法测定洗洁精的粘滞系数
二、实验原理
当半径为r 的光滑圆球，以速度v 在均匀的无限深广的液体中运动时，若速度不大，球也很小，在液体中不产生涡流的情况下，斯托克斯指出，球在液体中所受的阻力F 为
vr F πη6= （3-1）
式中η为液体的粘度，此式称为斯托克斯公式，从上式可知，阻力F 的大小和物体的运动速度成正比例
当质量为m ，体积为v 的小球在密度为ρ的液体中下落时，作用在小球上的力有三个，即：
（1）重力mg （2）液体的浮力（3）液体的粘滞阻力vr πη6。
这三个力都作用在同一铅直线上，重力向下，浮力和阻力向上。
球刚开始下落时，速度v 很小，阻力不大，小球做加速下降。
随着速度的增加，阻力逐渐增大，速度达一定值时，阻力和浮力之和将等于重力，那时物体运动的加速度等于零，小球开始匀速下落，此式的速度成为终极速度。
由此式可得
rv
g v m πρη6)-=（ 将34
3r v π=，得 g rv
r m πρπη6343-= （3-2） 由于液体在容器中，而不满足无限深、广的条件，这时实际测得的速度0v 和上述
式中的理想条件下的速度v 之间存在如下关系：
⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=h r R r v v 3.314.210 （3-3） 式中R 为盛液体圆筒的内半径，h 为筒体中液体的深度，将（3-3）代入式（3-2），得出
⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝
⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=h r R r rv g r m 3.314.2163403πρπη （3-4） 其次，斯托克斯公式是假设在无涡流的理想状态下导出的，实际小球下落时不能使这样理想状态，因此还要进行修正。
已知在这时的雷诺数Re 为
ηρ
02Re rv = （3-5）
当雷诺数不甚大（一般在Re<10）时，斯托克斯公式修正为
1
2Re 108019Re 10316-⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+=ηπv F （3-6） 则考虑此项修正后的粘度测得值0η等于 1
20Re 108019Re 1631-⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+=ηη （3-7） 实验时，先由式（3-4）求出近似值η，用此η代入式（3-5）求出Re ，最后由式（3-6）求出最值0η。
若Re 值很大时，粘滞力F 与粘质系数无关，而与液体密度有关；同时，F 不在v 、r 的一次方成正比，而是与v 、r 的平方成正比。
三、实验器材与器具
玻璃圆筒，停表，螺旋测微计，游标卡尺，物理天平，密度计，温度计，小球，镊子，漏斗，待测液体（洗洁精）
四、实验内容
实验装置如图所示，在圆筒油面下方7~8cm 和筒底上方7~8cm 处，分别设标记1N 、2N ，对1N 、2N 间距离l
会测量待测油的密度ρ用密度计去测量。
测量用的小球为钢球，用乙醚、酒精混合液洗净，擦干后，测量直径和质量（分别测十个球的值取平均；同时测十个球质量，求出一个的质量），测后将其浸在和待测液相同的油中待用。
借助铅锤讲油筒调到铅直方向，用镊子取一个小球，在油桶中心轴线处放入油中，用停表测出小球通过21N N 间的时间t ，逐一测量10粒小球下落所需时间，求出t 的平均值，再求0v 。
温度对粘滞系数影响较大，测量前后各测一次温度，换另一半径不同的球去测量。
求出结果和标准不确定度（按3-2）式考虑即可，修正项的不确定度一般不大，可以略去不计。
五、实验数据
小球的半径：2.1mm
7、根据公式g rv r m πρπη6343-=计算：
η1=0.217pa ·s
η2 =0.271pa ·s
注意事项
1、测油温时，温度计的感温泡应置于1l 和2l 的中间位置。
2、实验时要注意油中应无气泡存在，否则小球下落时必受影响。