落球法測量液體粘滯系數實驗裝置

❶ 誰知道落球法測量液體的粘滯系數的實驗報告

實驗十九 液體粘滯系數的測定
【實驗簡介】
當一種液體相對於其他固體、氣體運動，或同種液體內各部分之間有相對運動時，接觸面之間存在摩擦力。這種性質稱為液體的粘滯性。粘滯力的方向平行於接觸面，且使速度較快的物體減速，其大小與接觸面處的速度梯度成正比，比例系數 稱為粘度。 表徵液體粘滯性的強弱，測定的方法有(1)泊肅葉法，通過測定在恆定壓強差作用下，流經一毛細管的液體流量來求；（2）轉筒法，在兩同軸圓筒間充以待測液體，外筒做勻速運動，測內筒受到的粘滯力距；（3）阻尼法，測定扭擺、彈簧振子等在液體中運動周期或振幅的改變；（4）落體法，通過測量小球在液體中下落的運動狀態來求。
對液體粘滯性的研究在物理學、化學化工、生物工程、醫療、航空航天、水利、機械潤滑和液壓傳動等領域有廣泛的應用。本實驗採用落球法測定液體粘度。對液體粘滯性運動規律進行深入研究的人是斯托克斯。
圖19-1 斯托克斯
斯托克斯生平簡介
斯托克斯，G。G（George Gabriel stokes1819~1903）英國力學家、數學家。1819年8月13日生於斯克林，1903年2月1日卒於劍橋。
斯托克斯的主要貢獻是對粘性流體運動規律的研究。C．－L．－M．－H．納維從分子假設出發，將L．歐拉關於流體運動方程推廣，1821年獲得帶有一個反映粘性的常數的運動方程。1845年斯托克斯從改用連續系統的力學模型和牛頓關於粘性流體的物理規律出發，在《論運動中流體的內摩擦理論和彈性體平衡和運動的理論》中給出粘性流體運動的基本方程組，其中含有兩個常數，這組方程後稱納維-斯托克斯方程，它是流體力學中最基本的方程組。
【實驗目的】
1、掌握什麼是標征液體粘滯性強弱的重要參數；
2、學習測量液體的粘滯系數的方法；
【實驗儀器】
蓖麻油、玻璃圓筒（高約50cm，直徑5cm）、溫度計、秒錶、螺旋測微計、直尺。
【實驗原理】
1、粘滯系數的計算
若液體無限深廣，小球下落速度 較小情形時，有：

—粘滯系數 單位：
小球勻速運動時，三個力達到平衡：

令小球直徑為 ，並用 ， ， ，代入上式得

2、實驗時容器內徑為 ，液柱高度為 上式須修正為：
圖19-2 實驗裝置簡圖

給定參數：
重力加速度：
蓖麻油密度：
鋼球密度：
【實驗內容及要求】
1、將玻璃管調節豎直，標記出小球下落距離 （大約 ）；
2、記錄室溫 ；
3、用螺旋測微計測量小球直徑 ，重復六次測量，注意記錄螺旋測微計的零點讀數；
4、測量小球勻速下落 所需要的時間 ，重復六次測量；
5、用直尺測出玻璃管直徑 ，液面高度 ；
6、整理好實驗儀器。
【數據記錄】
溫度 ，玻璃管內直徑 mm，液面高度 mm，
測量小球直徑，零點讀數： mm， mm， mm
次數
1
2
3
4
5
6

下落速度的測量，下落距離 mm，
次數
1
2
3
4
5
6

【數據處理】
s
s

誤差分析：（說明實驗產生誤差的可能因素及影響大小）
【思考題】
1、如何判斷小球在作勻速運動？
2、如何判斷玻璃管是豎直的？
3、小球偏離中心軸線下落對實驗會帶來什麼樣的影響？

❷ 落球法測定液體粘滯系數中，哪些因素會影響測量結果實驗中怎樣避免這些影響

落球法實驗要求小球沿著容器的中心軸線下落，傳統的粘滯系數實驗通過實驗者憑經驗釋放實現，很難保證小球恰好沿容器的中心軸線下落；落球法實驗要求測出小球勻速通過某段距離的時間，而傳統的粘滯系數實驗僅僅通過實驗者的秒錶計時來實現，由於人工秒錶計時存在著視差和反應時間，實驗時很難精確的測出小球下落的時間。

針對以上問題，對傳統的粘滯系數實驗進行改進：用光電門和數字毫秒計代替人工秒錶計時，並在容器的頂部加裝有機玻璃蓋，蓋子的上方安置帶磁鐵的拉桿，通過磁力實現小球沿容器的中心軸線下落，從而提高實驗測量的精度。

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粘度的大小取決於液體的性質與溫度，溫度升高，粘度將迅速減小。例如對於蓖麻油，在室溫附近溫度改變1˚C，粘度值改變約10%。因此，測定液體在不同溫度的粘度有很大的實際意義，欲准確測量液體的粘度，必須精確控制液體溫度。

對液體粘滯性的研究在流體力學，化學化工，醫療，水利等領域都有廣泛的應用，例如在用管道輸送液體時要根據輸送液體的流量，壓力差，輸送距離及液體粘度，設計輸送管道的口徑。

❸ 如何用落球法測定不同溫度下液體的粘滯系數

落球法是利用小球在液體中處於重力、浮力、粘滯力到合力為零時到勻速運動，計算得出液體的粘度。 而小球進入液面到起始速度幾乎為零，然後是以加速度的形式運動，在中間的均勻區域，即三種力的合力為零時才開始勻速運動

❹ 落球法測量液體的粘滯系數思考題有哪些

如何判斷小球在液體中已處於勻速運動狀態？答：先確定量筒之間的一段長度，測量出小球在此之間下落的時間，時間多次測量取平均值，算出這段距離的速度。然後再將這段距離放大或者縮小，測量時間，再算出這段距離的速度。如果後面計算得到的速度和之前得到的速度一樣，那麼就可以認為小球在這段距離是處於勻速運動狀態。

液體粘滯系數又稱液體粘度，是液體的重要性質之一，在工程、生產技術及醫學方面有著重要的應用。採用落球法測量液體粘滯系數，物理現象明顯，概念清晰，實驗操作和訓練內容較多，非常適合大學實驗教學；但以往此方法由於受手工按秒錶、視差及小球下落偏離中心等因素影響。

測量下落速度准確度不高。本公司研製的LPH型落球法變溫粘滯系數實驗儀具有以下優點。

1.用激光光電感測器結合單片機計時，克服人工秒錶計時的視差和反應誤差，測量小球下落速度的准確度高，引導學生掌握一種新型計時、測速、計數的方法。

2.設計地盤水平和立桿垂直調節裝置及衡量中心小球下落漏斗，保證小球從量筒中心下落。

3.兩個嚴格平行的激光束，不僅可以精確測量下落時間，而且可以精確測量下落距離。用手工計時，激光照明測距，可消除視差，便於兩種計時方法和誤差分析。本儀器既保留原實驗裝置的操作和實驗內容。

又增加了激光光電計時器的原理及使用方法，擴大了知識面，提高了測量精度，體現了實驗教學的現代化。本儀器可用於高等院校，中專的基礎物理實驗和設計研究性實驗、演示實驗。

❺ 落球法測量液體表面的粘滯系數的問題

由於實驗公式在推導過程中假設了小球在無限廣的液體中，而實際上是在有限廣的液體中，要盡可能地減少誤差，應當使小球四周受力對稱，故應在中心處落下，否則，將會增大系統性誤差

❻ 落球法測量液體的粘滯系數誤差產生的原因

落球法測量液體的粘滯系數誤差產生的原因：

（1）粘滯系數實驗通過實驗者憑經驗釋放實現，很難保證小球恰好沿容器的中心軸線下落.

（2）落球法實驗要求測出小球勻速通過某段距離的時間，而傳統的粘滯系數實驗僅僅通過實驗者的秒錶計時來實現，由於人工秒錶計時存在著視差和反應時間，實驗時很難精確的測出小球下落的時間。

改進：

用光電門和數字毫秒計代替人工秒錶計時，有效降低了人工秒錶計時帶來的視差和反應誤差;在容器頂部加裝中心帶磁鐵拉桿的蓋子，通過磁力控制保證小球沿容器的中心軸線下落，降低了小球下落時間的測量誤差。

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液體粘滯系數的測量方法：

粘滯系數的測量方法很多，有落球法、毛細管法、轉筒法等，其中落球法是最基本的一種方法，用落球法測定液體的粘滯系數只適用於測量粘滯系數較大的透明或半透明液體，如蓖麻油、甘油等。

但由於該方法物理現象明顯、原理直觀、實驗操作和訓練內容較多，仍被廣泛地應用於理工科大學的大學物理實驗和物理相關專業的低年級基礎物理實驗。

液體粘滯系數是表徵液體反抗形變能力的重要參數，在生產、生活、工程技術及醫學方面有著重要的應用。

參考資料來源

網路-粘滯系數