落球法測定液體的黏度

1、落球法測定液體的黏度PB10214023 浩然一、實(shí)驗(yàn)題目：落球法測定液體的黏度二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^落球法測量油的黏度，學(xué)習(xí)并掌握測量的原理和方法三、實(shí)驗(yàn)器材：小鋼球、刻度尺、千分尺、游標(biāo)卡尺、液體密度計(jì)、秒表、溫度計(jì)。四、實(shí)驗(yàn)原理：1. 斯托克斯公式的簡單介紹粘滯阻力是液體密度、溫度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù)。如果小球在液體中下落時(shí)的速度V很小，球 的半徑r也很小，且液體可以看成在各方向上都是無限廣闊的F = 6兀”(1)是液體的粘度，SI制中，的單位是Pa-s2. 對(duì)雷諾數(shù)的影響雷諾數(shù)R,.來表征液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定性。設(shè)液體在圓形截面的管中的流速為V,液體的密度 為Po,粘度為n ,圓管的直徑為2r,

2、則R嚴(yán)他(2)奧西思-果爾斯公式反映出了液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)斯托克斯公式的彫響：3ioF = 6rv(l + Re用 + )8. 758.81則有：一 1 d勻速區(qū)有平均值/ = 一工/ = &787cm3 F-1=0.026cm大球直徑di/cm0. 39600. 39800. 39700. 39480. 39720. 3960中球直徑d2/cin0. 23710. 23710. 23710. 23700. 23740. 2371小球直徑da/cm0. 15800. 15800. 15800. 15790. 15790. 1580大球質(zhì)量mi/g0. 25620. 25820. 25580. 25

3、790. 25710. 2562中球質(zhì)量Dta/g0. 05510. 05460. 05470. 05480. 05490. 0551小球質(zhì)量nh/g0.01630.01620.01620.01610.01610.0163其標(biāo)準(zhǔn)差呎啟尋2選取大中小三種小球，則有測量數(shù)據(jù):1 6有：大球直徑的平均值：嚴(yán)一工d“=03966cm6 /.其標(biāo)準(zhǔn)差有b/彎仔=0.0012加 1 6中球直徑的平均值：妁=一工厶=02372cm6 /-I其標(biāo)準(zhǔn)差有 6、=若(=0.000lent_ 1小球直徑的平均值：心=工厶=0.1580cm6 r.i其標(biāo)準(zhǔn)差有07 = Jg豊半二=0.0001伽1 JL大球質(zhì)量的平均

4、值：=一工s=02570g6 /-1其標(biāo)準(zhǔn)差有f（匸廣=O.ooo8gJ-l則可得大球的密度為門=23= 7.8702g/cm3中球質(zhì)量的平均值：叫=丄工= 548g6 /.i.貞腳其標(biāo)準(zhǔn)差有S彳尹二；$ 0002g則可得中球的密度為門= 7.8448g/cm3一 1 小球質(zhì)量的平均值：加 =：一工q =00162g6 J-!3.不同的球在液體過勻速區(qū)所用時(shí)間有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):大球時(shí)間ti/s2. 132. 002. 052. 042. 092. 04中球時(shí)間t2/s5. 385. 355.275.415. 355. 37小球時(shí)間ta/s11.9012. 571L7611.591L7511.98_

5、1大球通過勻速區(qū)的時(shí)間有平均值-rh= 2.058s6 f-i其標(biāo)準(zhǔn)差有o； = Jgd = 0.041s則可求得大球通過勻速區(qū)的速度有：V| = = 0.0427m/s中球通過勻速區(qū)的時(shí)間有平均值了=丄 G6=5.355s則可求得中球通過勻速區(qū)的速度有：人= = = 0.0164m/s其標(biāo)準(zhǔn)差有q,=諺億十丁 = 0.043s小球通過勻速區(qū)的時(shí)間有平均值&=11.758s其標(biāo)準(zhǔn)差有廿掙咅=0.149s.貞腳則可求得小球通過勻速區(qū)的速度有：v3 = = = 0.00747nVs4.又有對(duì)盛裝液體的裝置的測量數(shù)據(jù)和密度計(jì)的讀數(shù)：直徑2R/c加& 080& 100& 092液體高度h/cm17.

6、5017. 3517. 43密度 p0（g/cm3）0. 95300. 95290. 9528 1 /直徑有平均值：2/?=-工2尺=&091cm3 /-I其標(biāo)準(zhǔn)差有:R)= 0.008cm一 1 匸液體高度有平均值：A = -/7. =17.43c/h3 i.i其標(biāo)準(zhǔn)差有6 = 工（一力L = 0.06cmV /=!3 1液體密度有平均值：a=-EPo/= 09529g /cm3其標(biāo)準(zhǔn)差有Z（P3fQ） = 0.000 lg/cm5 測量前后的溫度值有:溫度T/T31.4031.47則可得溫度平均值有：f = i(7；+7；) = 31.435oC其標(biāo)準(zhǔn)差：crr = l-T)2-i-(T2

7、-T) = 0.035C 6.利用式(7)計(jì)算“心則有,1訃%+ 2.49Po）g心1 + 3.3= 084Pas.貞腳= 082Pa. s叩 + 2.4 嘗)(1 + 3.3 纟) 詁如;當(dāng)：；.3務(wù))=斶叭 可求得雷諾數(shù)有: 心=出如=091“01R2 = 0.045心= = 0.014則對(duì)于“(H應(yīng)該有一級(jí)修正：q (1 + - RJ =-(=創(chuàng)叫_16叭(心討3場)可得：1 =+ 2_r)= 081Pas16 對(duì)于X和()3應(yīng)該有零級(jí)修正:即：2 = (2 = 82Pa s仏=o3 =083Pas七、思考與討論：思考題2：設(shè)容器M和2之間為勻速下降區(qū)，那么對(duì)于同樣材質(zhì)但直徑較大的球，該區(qū)間 也是勻速下降