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浙江师范大学实验报告实验名称液体粘滞系数的测量班级综合理科121班姓名周琚学号12990141同组人实验日期2013年10月24日室温气温
1、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
2、仪器与用具玻璃量筒容量500ml、停表、游标卡尺、物理天平、密度计、温度计、小球一种5个,一种10个,直径1mm到2mm,镊子,待测液体(洗洁精)
3、知识背景当半径为的光滑圆球,以速度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,求在液体中所受的阻力为(1-1)式中为液体的粘度,此式称为斯托克斯公式,从上式可知,阻力的大小和物体运动速度成正比例当质量为,体积为的小球在密度为的液体中下落时,作用在小球上的力有三个,即
(1)重力
(2)液体的浮力
(3)液体的粘滞阻力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,速度很小,阻力不大,小球做加速下降随着速度的增加,阻力逐渐加大,速度达到一定值时,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,小球开始匀速下降,即此时的速度成为终极速度由此式可得令,得1-2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和上述式中的理想条件下的速度之间存在如下关系:1-3式中R为盛液体圆筒的内半径,h为筒中液体的深度,将1-3代入式1-2,得1-4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是这样理想状态,因此还要进行修正己知在这时的雷诺数Re为1-5当雷诺数不甚大(一般在Re10时,斯托克斯公式修正为1-6则考虑此项修正后的粘度测得值等于1-7实验时,先由1-4求出近似值,用此代入式1-5求出,最后由式1-6求出最值若值很大时,粘滞力与粘滞系数无关,而与液体密度有关;同时,不再与、的一次方成正比,而是与、的平方成正比
4、实验内容与步骤
1.实验装置如图1-2所示,在量筒400ml和150ml,分别设标记,测量间距,量筒内半径,液体深度,用密度计测量待测液的密度图1-
22.将测量用的小钢球用乙醚、酒精混合液洗净,擦干后,测...。