文档介绍：液体黏性系数的测定一、。。。二、仪器用具圆筒形玻璃容器、小球、测量显微镜、游标卡尺、米尺、秒表、密度计、镊子、蓖麻油。三、实验原理实际液体在流动时,由于各层液体的流速不同,相互接触的两层液体之间有力的相互作用,流速较慢与流速较快两相邻液体层之间的这一切向作用力,称为黏滞力。(在本实验中即指黏附在小球表面的液层与邻近液层的内摩擦产生的黏滞力。)实验指出:在稳定流动的液体中,黏滞力f的大小与所取液层的面积△s和液层间的速度梯度zv△△的乘积成正比,即sdzdvf△η?式中比例系数η称为液体的黏性系数。它是用来表征液体黏滞性的物理量,它的SI单位制(国际制)为帕秒(Pa·s);CGS单位制是泊(P),1Pa·s=10P。黏性系数还与温度有关,液体黏性系数随温度升高而减小;气体则相反。小球在液体中运动时,如果速度不大,将受黏滞阻力的作用,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的。如果液体是无限广延的,液体的黏滞性较大,小球的直径较小,速度也较小,斯托克斯指出小球在黏滞性液体中运动时,所受黏滞阻力的大小为dvfπη3?上式称为斯托克斯公式,d是小球直径,v是小球运动的速度。当小球在液体中下落时,重力向下,浮力和黏滞阻力向上,由斯托克斯公式可以看出,黏滞阻力随小球运动速度的增加而增加。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,黏滞阻力就逐渐变大,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03-61-61033?ndvgdgdπρπρπ其中ρ是小球的密度,ρ0是液体的密度,g是重力加速度,故可得gdv20-·181)ρ(ρη?(a)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m,m1距离液体表面有一定距离(使得小球运动一定距离后,达到m1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m1开始计时,到达m2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,用密度计测量液体密度。实验误差分析(1)在实验中要求小球在无限广延的液体中下落,这在实验中是不可能的,如果小球沿着直径为D的圆筒形容器的轴线下落,筒内液体的高度为h,那么考虑器壁的影响,可将(a)-·181))(()ρ(ρη???(2)物体所受来自流体的阻力,有黏滞阻力和压差阻力(惯性阻力),设小球的直径为d,速度为v,液体的密度为ρ0,黏度为η,则前者与ηdv成正比,后者与ρ0d2v2成正比,流动缓慢时,黏滞阻力起主要作用,这时流体成为层流;流动一加快,流动的情形就完全改变,成为紊流,压差阻力占优势,两者之比ηρηρdvdvvd0220Re??Re是无量纲的数,是标志流体流动情况特点的重要的数,叫做雷诺数。斯托克斯公式是在Re很小的条件下(Re〈〈1)成立的,如果Re不很小,则应对它进行修正,由)(πηRe16313??dvf得tLdhdDdLtgd020163))((-181ρ)ρ(ρη????(3)使用读数显微镜测量小球直径时,首先要避免回程误差,移动测微器使其从相反方