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1、液体粘度的测量实验斯托克斯法测液体的粘度 胡涛 热能1班 15摘要:设计出了粘度测量的实验, 该实验使用的器材不多, 且均为常用器材, 较易开展.关键词:液体粘度系数; 斯托克斯法1 实验提供器材游标卡尺、小钢球、磁铁、待测液体、停表、镊子、密 度计、温度计, 不同内径的圆形有机玻璃容器一组 （ 5 个） , 50 mL 量筒一个.2 实验原理在粘滞液体中下落的小球, 受到三个力的作用: 重力w、浮力f和阻力F ,阻力来自于附着在小球表 面的液层与其相邻液层之间的内摩擦力, 即粘滞力, 根据斯 托克斯定律，这时小球所受到的阻力为：F=6nnu R.如果 小球质量均匀, 在无限宽广的粘滞液体中下
2、落时的速度较小, 以致小球后面不产生旋涡并以 v0 匀速运动时, 根据斯托克 斯定律及物体的受力平衡可得方程4 i 4 i丁n/厂宓- ppR dg-二 0,是可得出液体的粘度系数公式：式中n是液体粘滞系数，d是小球直径，u是小球在无限 nu o宽广的粘滞液体中匀速下落时的速度（收尾速度）.卩和。分别表示小球和液体的密度，由上式可求出液体粘滞系数.（1）式是小球在无限广延的液体 中下落推导出来的，在实际测量中，液体总是盛在有器壁的容器里而不满足无限宽广条件，故（1）式还需引入修正系数，于是粘度公式变为2(2)18u( 1+ 2.4 -)(1+ 3. 3 寻)式中D为圆筒形容器的内径，h表示容器
3、内液体的高度.v 是小球在有限宽广的粘滞液体中匀速下落时 的速度，由小球在容器中匀速下落的距离除以对应的下落的时间求出，即v二L / t3实验要求设计的实验思路为采用合理操作方法，选用合适的实验器材, 设计数据表格，完成各项要求.3. 1设计实验求出小球在无限深液体中的收尾速度并求液 体的粘度系数向量筒中加入适量的液体，求出小球匀速下落通过距离L 所需的时间t 1.当各量筒中液体高度为h2 , h3, h4时，重 复以上操作，求出 t 2, t3, t4,根据 t 1, t 2, t 3, t 4,及 hl ,h图，拟合直线与纵轴相交，其截距为t,则t就是h时, 即无 限深的液体中，小球匀速下
4、落通过距离L所需要的时间t值.如图1所示.算出速度代入公式(P- cW1 妝 1+ 2. 4 誉)可求出液体的粘度系数.3. 2设计实验求出小球在无限广液体中的收尾速度并求该液体的粘度系数 图2 td/ D图 实验提示：t与d/ D成线性关系.该实验可采用的方案： 实验中采用一组直径不同的圆管，依次测出同一小球通过各 圆形管相同高度两刻线间所需的时间.以t作纵轴，d / D 作横轴，由图示法将测得的各实验数据点连成直线，延长该直线 与纵轴相交，其截距为t0 , t 0就是当Dfg时，即在横向无 限广的粘滞液体中，小球匀速下落距离L所需的时间t值.如 图2所示.算出速度v代入公式企 （P- 6汕、1+ 3. 3 牛）可求出液体的粘度系 数.3. 3设计实验思路，求小球在无限深广液体中的收尾速度 可采用的设计思路：在3. 2的基础上依次改变筒内液体的 高度，根据t与d/ h成线性关系，求出d/h为零时的t值，即为无限深广液体中t 0值.
流体粘度的测定实验
