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1、实验名称：落球法测量液体的黏滞系数实验目的：测定蓖麻油的黏滞系数。实验器材：变温黏度测量仪，ZKY PID温控实验仪，秒表，螺旋测微器，钢球若干。实验原理：如图1,质量为m的金属小球在黏滞液体中下落时，它会受到三个力，分别 是小球的重力G，小球受到的液体浮力F和黏滞阻力几如果液体的黏滞性较大， 小球的质量均匀、体积较小、表面光滑，小球在液体中下落时不产生漩涡，而起 下落速度较小，则小球所受到的黏滞阻力为/ =3切vd（斯托克斯公式）（图一）其中是耳液体的黏度，d是小球的直径，v是小球在流体中运动时相对于流体的 速度。当小球开始下落时，速度较小，所受到的黏滞阻力也较小，这时小球的重力 大于浮力和
2、黏滞阻力之和，小球做加速运动；随着小球速度的增加，小球所受到 的黏滞阻力也随着增加，当小球的速度达到一定的数值v （称收尾速度）时，三0个力达到平衡，小球所受合力为零，小球开始匀速下落，此时G 二 F + /即mg = p gV + 3兀qv d0 0式中m、V分别表示小球的质量和体积，p表示液体的密度。如用p表示小球的0密度，则小球的体积V为V _ 4 ( d 丫3 12丿小球的质量m为71 m pV 一 d 3p6代入mg = p gV + 3兀qv d并整理得0 0(p-p)gd 2 q 018v0018v0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，此时黏滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而n =(P-Po)gd2可修正为：n(P-P )gd2n =0d18v (1+ 2.4 )0D当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的黏度值又较小时，小球在液体中的 平衡速度V会达到较大的值，奥西斯-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托0克斯公式的影响:( 319、/ =3兀nv d 1 +Re Re2+ - 161080丿其中Re称为雷诺数,是表征液体运动状态的无量纲参数。当Re小于0.1时，可认为于=3叩vd、n=(P-Po)gdd成立。当0.1 10 kgJ m 10=0.95x 103kg /m3,D = 2.0x 10-2m
落球法测量液体的黏滞系数实验报告
