文档介绍：落球法测量液体粘滞系数落球法测量液体粘滞系数概述当液体流动时, 平行于流动方向的各层流体速度都不相同, 即存在着相对滑动, 于是在各层之间就有摩擦力产生, 这一摩擦力称为粘滞力, 它的方向平行于两层液体的接触面, 其大小与速度梯度及接触面积成正比, 比例系数η称为粘度, 它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。液体的粘滞性的测量是非常重要的,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的状态,这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。因此,测量血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。各种实际液体具有不同程度的粘滞性。测量液体粘度有多种方法, 本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。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, 因此小球受到粘滞阻力, 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。一、实验目的 1 、用落球法测液体的粘滞系数; 2 、研究液体粘滞系数对温度的依赖关系。二、仪器装置 1、 YJ-RZT-II 数字智能化热学综合实验平台;2、液体粘滞系数实验装置、3、光电转换实验模板;4、连接电缆;5、 2mm 小钢球;6、甘油( 自备);7 、直尺; 8 、千分尺; 9 、数字温度传感器; 10 、小磁钢及重锤部件; 11 、激光器; 12 、接收器; 13 、量筒; 14 、导球管; 15 、物理天平; 16 、测温探头。液体粘滞系数实验仪如图 1 所示。三、实验原理 1、当金属小球在粘性液体中下落时, 它受到三个铅直方向的力: 小球的重力 mg(m 为小球质量); 液体作用于小球的浮力( 是小球体积, 是液体密度) 和粘滞阻力( 其方向与小球运动方向相反)、如果液体无限深广,在小球下落速度较小情况下,有(1) 上式称为斯托克斯公式, 其中是小球的半径; 称为液体的粘度, 其单位是。小球开始下落时, 由于速度尚小, 所以阻力也不大; 但随着下落速度的增大,阻力也随之增大、最后,三个力达到平衡,即于是,小球作匀速直线运动,由上式可得: 令小球的直径为,并用,,代入上式得(2) 其中为小球材料的密度, 为小球匀速下落的距离, 为小球下落距离所用的时间。 2 、实验时,待测液体必须盛于容器中(如图 2 所示),故不能满足无限深广的条件, 实验证明, 若小球沿筒的中心轴线下降,式(2) 须做如下改动方能符合实际情况: (3) 其中为容器内径,为液柱高度。 3 、实验时小球下落速度若较大,例如气温及油温较高,钢珠从油中下落时, 可能出现湍流情况, 使公式(1) 不再成立, 此时要作另一个修正( 详见附录)。四、实验内容 1 、调整粘滞系数测定仪及实验准备 1 )调整底盘水平调节底盘旋纽,使底盘基本水平; 2 )将实验装置上的上、下两个激光器接通电源,连接方法如图 3 所示,并可看见其发出红光; 3) 将盛有被测液体的量筒放置到实验装置底盘中央, 并在实验中保持位置不变、在仪器横梁中间部位放置小磁钢及重锤部件, 调节上、下两