用落球法测定液体粘PPT学习教案

1、会计学1 用落球法测定液体粘用落球法测定液体粘 实验原理实验原理 1斯托克斯公式的简单介绍 粘滞阻力是液体密度、温度和 运动状态的函数。从流体力学的基本 方程出发可导出斯托克斯公式： 粘滞阻力： vrF6 斯托克斯定律成立的条件有以下5个方面： 1）媒质的不均一性与球体的大小相比是很小的； 2）球体仿佛是在一望无涯的媒质中下降； 3）球体是光滑且刚性的； 4）媒质不会在球面上滑过； 5） 球体运动很慢，故运动时所遇的阻力系由媒质的 粘滞性所致，而不是因球体运动所推向前行的媒质的惯 性所产生。 第1页/共12页 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

2、）重力 ，（2）液体的浮 力 ，（3）液体的粘性 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。 mg 球刚开始下落时，速度很小，阻力不大，小 球作加速度下降。随着速度的增加，阻力逐渐加 大，速度达一定值时，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 速下落，即 Vg 6r 6mgVgr 第2页/共12页 此时的速度称为终极速度。由此式可 得 () 6 mV g r 令小球的直径为d，将 ， ， 代入上式，得 3 1 6 md l v t 2 d r 2 () 18 gd t l （2） 第3页/共12页 由于液体在容器中，而不满足无限 宽广的条件

3、，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： 0(1 2.4)(1 1.6) dd DH 式中为盛液体圆筒的内直径，为筒中液体的深度 ，将（3）式代入（2）式得出 （3） 2 ()1 18 (12.4)(1 1.6) gd t dd l DH 第4页/共12页 实验器材实验器材 ND-1型液体粘度系数测定仪、游标卡尺、螺旋测微器、 米尺、秒表、水银温度计、密度计、镊子、小钢球等 1 2 3 L H D 液体的粘滞系数测量装置示意图及原理图 第5页/共12页 实验步骤实验步骤 1、调整粘滞系数测定仪及实验准备 （1）调整底盘水平，在仪器横梁中间 部位放重锤部件，调节底盘

4、旋钮，使重 锤对准底盘的中心圆点。 （2）将实验架上的上、下两个激光器 接通电源，可看见其发出红光。调节上 、下两个激光器，使其红色激光束平行 地对准锤线。 （3）收回重锤部件，将盛有被测液体 的量筒放置到实验架底盘中央，并在实 验中保持位置不变。 （4）在实验架上放上钢球导管。小球 用乙醚、酒精混合液清洗干净，擦干备 用。 （5）将小球放入钢球导管，看其是否 能阻挡光线，若不能，则适当调整激光 器位置。 第6页/共12页 2、用温度计测量油温，在 全部小球下落完后再测量一 次油温，取平均值作为实际 油温。 3、用液体密度计测量甘油 的密度，用游标卡尺测量 筒的内直径,用卷尺测量油 柱深度H。

5、 4、测量下落小球的匀速运动速度 （1）测量上下两个激光束之间的距离。 （2）用激光光电门与电子记时仪测量下落时间。 5、计算液体的粘度及标准不确定度。 第7页/共12页 3、操作中的注意事项、操作中的注意事项 1）实验时，油中应无气泡。 2） 因为油的粘度随温度改变会发生显著变化 ，因此，实验中不要用手捧摸圆筒，以尽力 保证实验中油温恒定。每次实验结束时，应 随时记录油的温度。 3）小球放入时应轻而稳，不要使小球上附着 气泡，并且小球应沿各圆筒的中心轴线下落 。 4）测量时间时，眼睛应与小球处于水平位置 。 第8页/共12页 4、数据处理、数据处理 测量量测量量测量次第测量次第平均值平均值

6、12345 圆筒直径圆筒直径m) 下落距离下落距离m) 小球直径小球直径 d(c(cm) 次次1 12 23 34 45 56 6 （s） 几何参数的测量（小球的密度= =7.90 Kg/m3，油的密度 =0.958 Kg/m3） 实验过程中小球下落的时间 T1= 0C ，T2= 0C 3 10 3 10 第9页/共12页 5 数据处理要求数据处理要求 （1）利用 计算 2 ()1 18 (12.4)(1 1.6) gd t dd l DH （2）计算标准不确定度 计算 ， ， () A u () B u () c u ，计算 ， ( )0 A ud ( ) B ud( ) c u d 计算 ， ，t ( ) A ut( ) B ut 计算 ， ， ，l ( ) A ul( ) B ul( ) c u l 计算 其中 ， ， ， 22222222 ( )()()()( )()( )()( ) () ccccc uuudu tu l dtl 2 ()18 gd t l 2() 18 gtd dl 2 () 18 gd tl 2 2 () ( 1) 18 gd t l l （3）给出实验结