液体黏度得测量物理学系一、引言黏滞性就是指液体、气体与等离子体内部阻碍其相对流动得一种特性。假如在流动得流体中平行于流动方向将流体分成流速不同得各层,则在任何相邻两层得接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反得阻力或曳力存在。液体得黏度在医学、生产、生活实践中都有非常重要得意义。例如,许多心血管疾病都与血液得黏度有关;石油在封闭得管道中输送时,其输运特性与黏滞性密切相关。本实验旨在学会使用毛细管与落球法测定液体黏度得原理并了解分别适用范围,掌握温度计、密度计、电子秒表、螺旋测微器、游标卡尺得使用,并学会进行两种测量方法得误差分析。二、实验原理（一） 落球法当金属小圆球在黏性液体中下落时,它受到 3 个力,重力 mg、浮力ρgV 与粘滞阻力。假如液体无限深广,在下落速度 v 较小下,粘滞阻力 F 有斯托克斯公式F=6π ηrv (1)r 就是小球得半径;η称为液体得黏度,其单位就是 Pa·s、小球刚进入时重力大于浮力与粘滞阻力之与,运动一段时间后,速度增大,达到三个力平衡,即mg=ρgV +6π ηrv (2)于就是小球作匀速直线运动,由(2)式,并用代入上式,并因为待测液体不能满足无限深广得条件,为满足实际条件而进行修正得 (3)其中为小球材料得密度,d 为小球直径,l 为小球匀速下落得距离,t 为小球下落 l 距离所用得时间,D 为容器内径,H 为液柱高度。（二） 毛细管法若细圆管半径为 r,长度为 L,细管两端得压强差为,液体黏度为,则其流量 Q 可以由泊肃叶定律表示: (4)由泊肃叶定律,再加上当毛细管沿竖直位置放置时, 应考虑液体本身得重力作用。因此,可以写出 (5)本实验所用得毛细管黏度计如图 1 所示,实验时将一定量得液体注入右管,用吸球将液体吸至左管。保持黏度计竖直,然后让液体经毛细管流回右管。设左管液面在 C 处时,右管中液面在 D 处,两液面高度差为 H,CA 间高度差为 h1,BD 间高度差为 h2。因为液面在 CA 及 BD 两部分中下降及上升得极其缓慢(管泡半径远大于毛细管半径),液体内摩檫损耗微小,故可近似作为理想液体,且流速近似为零。设毛细管内液体得流速为 v,由伯努利方程可推得 (6)由于实际情况下不易测量,本实验采纳比较测量法,即使用同一支毛细管黏度计,测两种不同液体流过毛细管得时间。测量时取相同得体积密度分别为与得两种液体,分别测出两种液体得液面从 C 降到 A(体积为 V)所需得时间 t1与 t2,由于 r、V、L 都就是定值,因此可得下式 与 (7)(7)中得两式...
