液体黏度的测量VIP免费

物理实验（上） 液体黏度的测量 -1- 液体黏度的测量  引言 黏滞性，亦称“内摩擦”，是指液体、气体和等离子体内部阻碍其相对流动的一种特性。黏度反映了流体黏滞性的大小。单位为帕*秒。液体的黏度在医学、生产、生活实践中都有非常重要的意义。本实验通过毛细管法和落球法测黏度的实验方法和相关的数据处理（包括不确定度估算），让学生了解黏度的物理含义，能熟练使用几种常用的长度测量工具，以及学会当测量条件不是理想条件时如何通过修正使测量结果更接近于真实结果的技巧。  实验原理 1． 黏度的定义 在流动的流体中平行于流动方向将流体分成流速不同的各层，则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反的阻力或曳力存在。这种阻力或曳力称为“黏滞力”或“内摩擦力”。实验表明，对于某些流体，相邻流层单位接触面上的黏滞力τ 与速度梯度（即相邻流层的速度差dv 与流层间距dx 之比dv /dx ）成正比，即 τ =η dv /dx （1） 比例系数η 称为“动力黏度”，简称“黏度”，或称“黏滞系数”、“内摩擦系数”。这一关系称为“牛顿黏滞定律”。 流体的黏度随温度而变，当温度升高时，液体的黏度减小，而气体的则增加。 2． 落球法 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 (m 为小球质量)、液体作用小球的浮力 (V 是小球体积，ρ 是液体密度)和粘滞阻力F(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 rvF6 (2) 上式称为斯托克斯公式，其中 r 是小球的半径； 称为液体的粘度，其单位是Pa•s。 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 v rgVmg6 于是，小球作匀 速直线 运动，由 上式可 得 ： v rgVm6)( 令 小球的直径为 d，并 用 '63 dm ，tlv ，2dr  代 入 上式得 ： ltgd18)'(2 (3) 其中 为小球材 料 的密度， 为小球匀 速下落的距离，t为小球下落 距离所 用的时间。 实验时，待 测液体必 须 盛 于圆 筒 中，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 作如下改 动方能符 合 实际 情况： 物理实验（上） 液体黏度的测量 -2- )6.11)(4.21(118)'(2HdDdltgd...