实验二、液体粘滞系数的测定资料

一、实验目的1. 了解粘滞系数的概念及其在工程和科学领域中的应用。

2. 掌握测量液体粘滞系数的实验原理和方法。

3. 熟悉奥氏粘度计的使用方法，提高实验操作技能。

二、实验原理粘滞系数是表征液体粘滞性的物理量，其大小与液体的性质和温度有关。

在实验中，我们采用奥氏粘度计测定液体的粘滞系数，其原理基于斯托克斯公式。

当小球在液体中做匀速运动时，受到的粘滞阻力与重力、浮力达到平衡。

根据斯托克斯公式，小球所受到的粘滞阻力F为：F = 6πηrv其中，η为液体的粘滞系数，r为小球的半径，v为小球的速度。

实验中，通过测量小球在液体中下落的时间，可以计算出粘滞系数。

根据斯托克斯公式，小球达到收尾速度v0时的速度v0为：v0 = √(2gr/9η)其中，g为重力加速度，L为小球下落的距离，t为小球下落的时间。

三、实验仪器1. 奥氏粘度计2. 铁架3. 秒表4. 温度计5. 小球6. 液体（实验用）四、实验步骤1. 将奥氏粘度计固定在铁架上，调整至水平状态。

2. 将待测液体倒入粘度计的筒中，注意液体的高度不要超过筒的最大刻度。

3. 将小球放入筒中，用秒表测量小球从筒底到筒顶所需的时间t。

4. 记录实验温度，并计算粘滞系数η。

五、数据处理1. 根据实验数据，计算小球下落的平均速度v = L/t。

2. 根据斯托克斯公式，计算粘滞系数η = 2grv0/9。

六、实验结果与分析1. 通过实验，测量得到小球下落的平均速度v和实验温度。

2. 根据斯托克斯公式，计算出粘滞系数η。

3. 对实验数据进行误差分析，讨论实验结果与理论值之间的差异。

七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了测量液体粘滞系数的原理和方法。

2. 奥氏粘度计是一种常用的测量液体粘滞系数的仪器，具有操作简便、测量精度高等优点。

3. 在实验过程中，我们注意了实验操作规范，保证了实验结果的准确性。

八、实验心得1. 在实验过程中，我们要严格遵守实验操作规程，确保实验安全。

液体粘滞系数的测定实验报告摘要：本实验旨在测定不同液体的粘滞系数。

实验过程中，我们利用扭转法测定了不同浓度的液体的粘滞系数，并得到了粘滞系数与浓度的关系曲线。

结果表明，液体的粘滞系数随着浓度的增加而升高，并符合经验公式。

引言：液体的粘滞性是指液体流动时，由于内部分子之间相互作用的影响所产生的阻力。

粘度的大小与液体的浓度、分子量、温度、压力等因素有关。

通过测定不同浓度下的液体粘滞系数，可以探究液体的流动性质，有利于理解生产过程中的液体流动情况。

实验设计：我们选取了乙二醇、甘油、水三种液体进行实验，分别制备了不同浓度的溶液。

实验采用扭转法测定液体的粘滞系数，扭转装置的设计如下图所示：把液体装入圆柱形玻璃杯中，将旋转轴插入杯中，同时在杯的周围设置电加热器。

通过扭转试杆制造扭转辐位力矩，利用测定扭转桿扭转角度和时间来计算出粘滞系数。

实验步骤：1. 用天平测量所需的溶液。

2. 把液体放入扭转法粘度计中，设置加热器，装上试杆。

3. 在适当的时间内记录粘度计旋转的角度和时间。

4. 根据记录的数据计算粘滞系数。

实验结果：我们测定了不同浓度的乙二醇、甘油、水三种液体的粘滞系数，并得到了下面的实验数据：表 1. 不同液体在不同浓度下的粘滞系数液体浓度/mmol.dm^-3 粘滞系数/Pa.s乙二醇 40 30.1260 45.3280 67.42100 90.24甘油 40 17.2360 28.7280 48.23100 71.12水 40 0.8160 0.9380 1.01100 1.14我们还绘制了液体浓度与粘滞系数的关系曲线，如下图所示：从图中可以看出，液体的粘滞系数随着浓度的增加而升高，并且不同液体之间的粘滞系数也有所不同。

我们还将数据带入到经验公式中进行拟合计算，得到了乙二醇、甘油、水的粘滞系数分别为0.043Pa.s、0.022Pa.s、0.0014Pa.s。

结论：本实验通过扭转法测定了不同液体在不同浓度下的粘滞系数，并得到了粘滞系数与浓度的关系曲线。

实验二 落球法测液体的粘滞系数【实验目的】(1) 练习用停表计时，用螺旋测微器测直径。

(2) 掌握落球法测不同温度下蓖麻油的黏度。

【实验仪器】(1)落球法变温黏度测量仪变温粘度仪的外型如图1所示。

待测液体装在细长的样品管中，能使液体温度较快的与加热水温达到平衡，样品管壁上有刻度线，便于测量小球下落的距离。

样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。

底座下有调节螺钉，用于调节样品管的铅直。

(2)开放式PID 温控实验仪温控实验仪包含水箱，水泵，加热器，控制及显示电路等部分。

本温控试验仪内置微处理器，带有液晶显示屏，具有操作菜单化，能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实时值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点，仪器面板如图2所示。

开机后，水泵开始运转，显示屏显示操作菜单，可选择工作方式，输入序号及室温，设定温度及PID 参数。

使用键设置参数，按图2 温控实验仪面板 图1 变温粘度仪样品管加热水套出水孔进水孔支架底座确认键进入下一屏，按返回键返回上一屏。

进入测量界面后，屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号，设定温度，初始温度，当前温度，当前功率，调节时间等参数。

图形区以横坐标代表时间，纵坐标代表温度（以及功率），并可用键改变温度坐标值。

仪器每隔15秒采集1次温度及加热功率值，并将采得的数据标示在图上。

温度达到设定值并保持两分钟温度波动小于0.1度，仪器自动判定达到平衡，并在图形区右边显示过渡时间ts，动态偏差σ，静态偏差e。

一次实验完成退出时，仪器自动将屏幕按设定的序号存储（共可存储10幅），以供必要时查看，分析，比较。

(3)停表电子停表具有多种功能。

按功能转换键，待显示屏上方出现符号，且第1和第6、7短横线闪烁时，即进入停表功能。

此时按开始/停止键可开始或停止记时，多次按开始/停止键可以累计记时。

一次测量完成后，按暂停/回零键使数字回零，准备进行下一次测量。

秒表计时使用说明：按A键直至秒表显示，若秒表不为零。

实验液体粘滞系数的测定一、实验介绍气体和液体统称为流体。

若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。

现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。

而粘性液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。

现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘滞系数有关，血液粘滞会使流入人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病。

所以，血液粘滞系数的大小成了人体血液健康的重要标志之一，对于粘滞系数的测定和分析就具有非常重要的现实意义。

通常测定液体粘滞系数的方法有很多，如落球法、落针法、比较法等等。

本实验采用奥氏粘度计测量酒精的粘滞系数。

奥氏粘度计是利用比较法制成的，适用于测定液体的比较粘滞系数，即两种不同液体都采用此仪器测量，如果其中一种液体的粘滞系数已知，则通过就可获得另一种液体的粘滞系数。

此仪器是测量液体粘滞系数的常用仪器。

二、实验目的1.掌握用奥氏粘度计测定粘性流体的粘滞系数．2.了解泊肃叶公式的应用。

3.了解比较法的好处．三、实验器材奥氏粘度计、温度计、秒表、洗耳球、量筒、量杯、刻度移液管(滴定管)、蒸馏水、酒精等。

四、实验原理气体和液体统称为流体。

若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。

现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。

粘性流体的运动状态有层流（laminar flow）、湍流（turbulent flow）。

所谓层流，即流体的分层流动状态。

当流体流动的速度超过一定数值时，流体不再保持分层流动状态，而有可能向各个方向运动，即在垂直于流层的方向有分速度，因而各流体层将混淆起来，并有可能形成湍流，湍流显得杂乱而不稳定，这样的流动状态称为湍流。

对于粘性流体在流动时相邻流层之间的内摩擦力又称为粘性力。

并且根据牛顿粘滞定律，粘性力f的大小与两流层的接触面积S以及接触处流层间的速度梯度dsdx成正比，具体有如下关系式：ds f S dxη= （1） 式中，比例系数η称为流体的粘度。

实验二 空气比热容比和液体粘滞系数的测定(一) 空气比热容比的测定【实验简介】空气的比热容比γ又称气体的绝热指数，是系统在热力学过程中的重要参量。

测定γ值在研究气体系统的内能，气体分子的热运动以及分子内部的运动等方面都有很重要的作用。

如气体系统作绝热压缩时内能增加，温度升高；反之绝热膨胀时，内能减少，温度降低。

在生产和生活实践中广泛应用的制冷设备正是利用系统的绝热膨胀来获得低温的。

除此以外，测定比热容比还可以研究声音在气体中的传播。

由上可见，测定气体的比热容比是一个重要的实验。

本实验采用绝热膨胀法测定空气的γ值。

【实验目的】1、用绝热膨胀法测定空气的比热容比。

2、观察热力学过程中系统的状态变化及基本物理规律。

3、学习使用空气比热容比测定仪和福廷式气压计。

【实验仪器】空气比热容比测定仪（FD —NCD 型，包括主机，10升集气瓶连橡皮塞和活塞，打气球，硅压力传感器及同轴电缆，AD590温度传感器及电缆）、低压直流电源（VD1710—3A ）、电阻箱（或5K Ω定值标准电阻）、福廷式气压计（共用）。

【实验原理】1、理想气体的绝热过程有PV γ=恒量，P VCC γ=叫做理想气体的比热容比或绝热指数。

P C 和V C 分别是理想气体的定压摩尔热容和定体摩尔热容，二者之间的关系为P V C C R -=（R 为普适气体恒量）2、如图所示，关闭集气瓶上的活塞2C ，打开1C ，用打气球缓慢而稳定地将空气打入集气瓶内，瓶内空气的压强逐渐增大，温度逐渐升高。

当压强增大到一定值时，关闭1C ，停止打气。

待集气瓶内的温度降至室温0T 状态稳定时，这时瓶内气体处处密度均匀，压力均匀，温度均匀。

图一1、进气活塞1C ；2、放气活塞2C ； 3、AD590温度传感器； 4、气体压力传感器； 5、打气球。

A.压强测量端B.压强信号电压调零旋钮C.温度测量端D.压强信号电压窗E.温度信号电压窗图二.（主机）图三.（电路图）))此时取瓶内体积为1V 的一部分气体作为我们的研究对象，系统处于状态1101(,,)P T V ，这部分气体在接下来的膨胀中体积可以恰好充满整个瓶的容积2V 。

液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过测定不同液体的粘滞系数，探究液体的流动特性，并学习粘滞系数的测定方法。

二、实验原理。

液体的粘滞系数是衡量液体黏性的重要指标，通常用于描述流体的内摩擦力。

在本实验中，我们将通过测定液体在不同条件下的流动速度和流动层厚度，利用流变学原理计算出液体的粘滞系数。

三、实验仪器与试剂。

1. 流体力学实验装置。

2. 不同液体样品（如水、甘油、汽油等）。

3. 测量工具（如尺子、计时器等）。

四、实验步骤。

1. 准备工作，将实验装置设置在水平台面上，并将不同液体样品倒入实验装置中。

2. 测定流速，打开实验装置，调节流体流动速度，并测定不同液体在相同条件下的流速。

3. 测定流动层厚度，观察液体流动时的流动层厚度，并记录下来。

4. 数据处理，根据实验数据，利用流变学原理计算出不同液体的粘滞系数。

五、实验结果与分析。

经过实验测定和数据处理，我们得到了不同液体的粘滞系数。

通过对实验结果的分析，我们发现不同液体的粘滞系数存在较大差异，这与液体的性质密切相关。

例如，甘油的粘滞系数较大，而汽油的粘滞系数较小，这与它们的分子结构和相互作用有关。

六、实验总结。

通过本次实验，我们深入了解了液体的粘滞系数测定方法，并学习了流变学原理在实验中的应用。

同时，我们也认识到了不同液体的粘滞系数反映了其内部分子结构和流动特性，这对于液体的工程应用具有重要意义。

七、实验注意事项。

1. 在实验过程中要注意操作规范，确保实验安全。

2. 实验数据的准确性对于结果的可靠性至关重要，要认真记录实验数据。

3. 在测定流速和流动层厚度时，要保持仪器的稳定，避免外界干扰。

八、参考文献。

1. 《流体力学实验方法》，XXX，XXX出版社，XXXX年。

2. 《流变学导论》，XXX，XXX出版社，XXXX年。

以上为本次液体粘滞系数的测定实验报告，谢谢阅读。

液体粘滞系数的测定实验数据引言粘滞系数是描述流体内部粘性阻力的物理量，它对于理解流体运动的性质和特性至关重要。

本实验旨在通过测定液体的粘滞系数，深入研究流体的流动特性。

实验原理液体的粘滞系数可通过斯托克斯法测定。

当流体在稳定状态下流动时，斯托克斯定律描述了粘滞力与速度、颗粒半径和粘滞系数之间的关系。

斯托克斯定律可以表示为以下公式：F = 6πηrv其中，F为流体受到的粘滞力，η为粘滞系数，r为颗粒半径，v为流体的速度。

实验步骤1.准备实验仪器和材料，包括密度计、流体样品、细管等。

2.使用密度计测量流体的密度，并记录下来。

3.准备一个细管，长度约为30厘米，内径为0.5毫米。

4.将流体样品注入细管中，注意不要有气泡。

5.将细管固定在一个支架上，并确保细管的一端与水平面平行。

6.在细管的一侧放置一个标尺，以便测量流体高度。

7.开始实验，记录下流体高度随时间的变化。

8.根据实验数据，计算流体的流速，并绘制流速与流体高度的关系曲线。

9.使用斯托克斯定律公式，结合实验数据，计算流体的粘滞系数。

10.重复实验多次，取平均值作为最终的粘滞系数结果。

实验数据与结果分析时间（s）流体高度（cm）0 101 8.52 7.2时间（s）流体高度（cm）3 64 5.15 4.36 3.77 3.18 2.69 2.2根据实验数据，我们可以绘制出流速与流体高度的关系曲线。

根据斯托克斯定律公式，可以得到粘滞系数的计算公式为：η = (2/9) (gr^2)/(v_slope - v_intercept)其中，g为重力加速度（9.8 m/s^2），r为细管半径。

根据实验数据的斜率v_slope和截距v_intercept，可以计算出粘滞系数的值。

根据实验数据的处理，我们得到流体的粘滞系数为η = 0.0012 Pa·s。

讨论与总结本实验使用斯托克斯法测定了液体的粘滞系数。

通过实验数据的处理和计算，我们得到了流体的粘滞系数为0.0012 Pa·s。

液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的1、了解用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法。

2、掌握游标卡尺、千分尺、秒表等仪器的使用方法。

3、学会数据处理和误差分析。

二、实验原理当一个小球在液体中下落时，它会受到重力、浮力和粘滞阻力的作用。

在小球下落速度较小的情况下，粘滞阻力可以表示为：＼（F ＝ 6\pi\eta r v\）其中，＼（＼eta\）是液体的粘滞系数，＼（r\）是小球的半径，＼（v\）是小球下落的速度。

当小球下落时，重力减去浮力等于粘滞阻力，即：＼（mg ＼rho Vg ＝ 6\pi\eta r v\）其中，＼（m\）是小球的质量，＼（＼rho\）是液体的密度，＼（V\）是小球的体积。

当小球下落达到匀速时，加速度为零，速度不再变化，此时有：＼（mg ＼rho Vg ＝ 6\pi\eta r v_{0}＼）其中，＼（v_{0}＼）是小球匀速下落的速度。

设小球的密度为\（＼rho_{0}＼），半径为\（r\），质量\（m ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^｛3}＼rho_{0}＼），体积\（V ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^｛3}＼），则可得：＼（＼eta ＝＼frac{＼left( ＼rho_{0} ＼rho ＼right) g r^｛2}｝｛18 v_{0}｝＼）通过测量小球匀速下落的速度\（v_{0}＼）、小球的半径\（r\）、液体的密度\（＼rho\）和小球的密度\（＼rho_{0}＼），就可以计算出液体的粘滞系数\（＼eta\）。

三、实验仪器1、粘滞系数测定仪：包括玻璃圆筒、调平螺丝、激光光电门等。

2、小钢球：若干个。

3、游标卡尺：用于测量小球的直径。

4、千分尺：用于更精确地测量小球的直径。

5、电子秒表：用于测量小球下落的时间。

6、温度计：用于测量液体的温度。

7、镊子：用于夹取小球。

8、纯净水、酒精等不同液体。

四、实验步骤1、调节粘滞系数测定仪水平：通过调节底座的调平螺丝，使玻璃圆筒处于竖直状态，确保小球能够沿直线下落。

实验二 液体粘滞系数的测定【实验目的】1.学会使用Ostwald 粘滞计测定液体的粘滞系数。

2.学会正确使用温度计、秒表。

【仪器与器材】Ostwald 粘滞计1支，温度计1支，秒表1块，粘滞计架1个，注射器1支（或量筒1个），橡皮球1个，橡皮管1截，蒸馏水和纯酒精各200ml 。

【原理与说明】当液体在毛细管中作稳定流动时，如果管半径为R ，管长为L ，管两边的压强差为P ∆，在t 秒内通过的液体的体积为V ，则根据泊肃叶公式（Poiseuille's law ）, 可以求出该液体的粘滞系数η为VLPtR 84∆=πη (2-1)在国际单位制中，η的单位是s Pa ⋅。

从式（2-1）可知，同样体积的两种不同液体在同样条件下，流过同一细管，如果第一种液体流过的时间为1t ，其密度为1ρ；第二种液体流过的时间为2t ，其密度为2ρ，则从式（2-1）可以得到VL R ght VL R Pt 88411411πρπη=∆= （2-2） VLR ght VL R Pt 88422422πρπη=∆= （2-3） 用式（2-3）除以式（2-2），得到111222ηρρη⋅=t t（2-4）假定1η 、1ρ、2ρ、1t 和2t 为已知，用这种比较测量法，无需知道R 、L 和V 值就可以方便地求出2η。

本实验所采用的 Ostwald 粘滞计，简称奥氏粘滞计，如图2-1所示，它是一个U 型玻璃管，一边较粗，另一边较细。

细的一侧上有一毛细管C ，毛细管的上边有一小玻璃泡B ，B 的上、下有刻痕m 和n 。

利用橡皮球使一定体积的液体表面升高到B 泡上刻痕m 的上边为止。

因两边液面高度不同，B 泡内的液体将经毛细管C 流回A 管，液面由m 降至n 刻痕的时间t 可用秒表测得。

实验时，将奥氏粘滞计放入盛水的水槽中，以保持测量时温度的恒定。

温度可由插入水槽内的温度计T 读出 , 粘滞计可用附在支架上的夹子K 固定, 使其保持竖直。

一、实验目的1. 理解液体粘滞系数的概念及其在流体力学中的重要性。

2. 掌握落球法测定液体粘滞系数的原理和实验步骤。

3. 通过实验，加深对斯托克斯定律的理解，并验证其在实际应用中的准确性。

二、实验原理液体粘滞系数是表征液体粘滞性的一个物理量，其大小反映了液体流动时内部分子间摩擦力的大小。

本实验采用落球法测定液体粘滞系数，其原理基于斯托克斯定律。

斯托克斯定律指出，当一球形物体在无限宽广的液体中以速度v运动，且不产生涡流时，所受到的粘滞阻力F与速度v成正比，与球体半径r的平方成正比，与液体粘滞系数η成反比。

具体公式如下：F = 6πηrv其中，F为粘滞阻力，η为液体粘滞系数，r为球体半径，v为球体运动速度。

当球体在液体中下落时，受到三个力的作用：重力mg、浮力f和粘滞阻力F。

当球体达到终端速度v0时，这三个力达到平衡，即：mg = f + F将斯托克斯定律中的粘滞阻力代入上式，得到：mg = f + 6πηrv0由于浮力f = ρgV，其中ρ为液体密度，V为球体体积，将浮力表达式代入上式，得到：mg = ρgV + 6πηrv0化简得：v0 = (2ρgV / 9πηr)由此，通过测量球体的半径、液体密度和终端速度，可以计算出液体的粘滞系数。

三、实验仪器与材料1. 球形钢球（直径约5mm）2. 玻璃圆筒（内径约20mm，高度约30cm）3. 温度计4. 秒表5. 液体（水、甘油等）6. 精密天平四、实验步骤1. 准备实验装置，将玻璃圆筒放置在水平桌面上，确保圆筒竖直。

2. 在圆筒内加入待测液体，液面高度约为圆筒高度的一半。

3. 用天平测量球形钢球的质量，记录数据。

4. 用游标卡尺测量球形钢球的直径，记录数据。

5. 用温度计测量液体温度，记录数据。

6. 将球形钢球轻轻放入圆筒内，开始计时，记录球体达到终端速度时所用时间t。

7. 重复步骤6，至少测量3次，取平均值作为实验结果。

五、数据处理与结果分析1. 根据实验数据，计算球体体积V = (4/3)πr³。

一、实验目的1. 理解液体粘滞系数的概念及其物理意义；2. 掌握使用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法；3. 学会运用斯托克斯公式进行计算；4. 提高实验操作技能和数据处理的准确性。

二、实验原理液体粘滞系数是指液体在流动过程中，分子之间相互作用的内摩擦系数。

根据斯托克斯公式，当一个小球在无限广阔的液体中以恒定速度下落时，所受到的粘滞阻力F与液体的粘滞系数η、小球的半径r和小球下落速度v有关，公式如下：F = 6πηrv当小球达到收尾速度v0时，重力、浮力和粘滞阻力达到平衡，即：mg = 4/3πρrbg + 6πηrv0其中，m为小球的质量，ρ为液体的密度，g为重力加速度，r为小球的半径，ρr 为小球体积，bg为液体浮力系数。

通过测量小球在液体中下落的时间t和距离L，可计算出小球的收尾速度v0，进而求得液体的粘滞系数η。

三、实验仪器1. 落球法液体粘滞系数测定仪：包括油筒、计时器、电磁铁等；2. 游标卡尺：用于测量小球直径；3. 温度计：用于测量液体温度；4. 秒表：用于测量小球下落时间；5. 量筒：用于盛放待测液体。

四、实验步骤1. 将待测液体倒入油筒中，确保油筒内液体高度适中；2. 用游标卡尺测量小球的直径，重复测量3次，取平均值；3. 将小球置于电磁铁上，确保小球位于油筒中心；4. 启动计时器，释放小球，记录小球通过特定距离L所需时间t；5. 重复步骤4，至少测量3次，取平均值；6. 用温度计测量液体温度；7. 计算小球的收尾速度v0和液体的粘滞系数η。

五、实验数据及结果实验数据：小球直径d = 2.00 cm（平均值）下落时间t = 3.00 s（平均值）液体温度T = 25.0℃实验结果：小球的收尾速度v0 = 0.25 m/s液体的粘滞系数η = 0.85 Pa·s六、实验分析1. 通过本次实验，我们成功测定了液体的粘滞系数，验证了斯托克斯公式的正确性；2. 在实验过程中，注意了油筒内液体高度、小球直径和温度的测量精度，确保了实验结果的准确性；3. 通过多次测量和计算，提高了实验数据的可靠性。

116实验二 用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数一、实验目的1． 会一种测定液体粘滞系数的方法 2． 会测距显微镜的使用二、实验仪器及用具盛有甘油的玻璃圆筒、小球、停表、读数显微镜、镊子、温度计三、实验原理当液体在流动时，可看做各液层以不同的速度作相对运动，快的一层给慢的一层拉力，慢的一层给快的一层阻力，这一对切向力称为内摩擦力。

由实验知：内摩擦力f 与它分布的面积s 和该处的速度梯度∆v ／∆z (表沿垂直于速度方向每单位长度的速度变化)成正比。

即： zsf ∆∆∆=vη (2-1) 式中∆v ＝ v 1-v 2，表示相差∆z 的两液层的速度差，如图6-1所示。

比例系数随液体的性质和温度而定，叫做内摩擦系数(或粘滞系数)。

在C.G.S 制中，η的单位叫做泊。

落到粘滞液体中的固体小球受到三个力的作用：重力、浮力和内摩擦力。

如果小球甚小，它下落的速度也很小，而且液体在各方面都是无限广阔的，斯托克斯指出：内摩擦阻力为v r f πη6= (2-2)此处η是液体的粘滞系数，v 是小球的下落速度，r 是小球的半径。

当小球在液体中下落时，所受的三个力都在铅直方向，重力向下，浮力和阻力向上，且阻力随小球运动速度的增加而增加，小球达到某一定速度时，这三力之和等于零。

这时小球因惯性而以不变的速度v 0作匀速运动，在此情况下：063434303=--0v g g r r r πηρπρπ (2-3) 此处ρ0是小球的密度。

ρ是待测液体的密度，g 是重力加速度，由(6-3)式可得：20092r g v ρρη-= (2-4)因为液体总是装在容器里的，所以要小球在无限广阔的液体中下落，实际上不可能实现。

如果小球沿着半径为R 园筒形容器的轴下落，那么考虑到器壁的存在，(6-4)式就应为①200)4.21(92r Rr g v +-=ρρη (2-5)在这个公式里，仍未计入容器的底部及液体上表面的影响，因为我们研究的是小球在容器中部下落的情形，故这两个液体边界对小球速度的影响可以忽略。

实验一 落球法测定液体粘滞系数 - 53 -实验二 落球法测定液体粘滞系数实际液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度不同，于是各层之间就产生了与接触面平行的切向力，称为内摩擦力，又称粘滞力。

它的大小与速度梯度和接触面积成正比，比例系数η称为粘滞系数，它表征液体粘滞性的强弱。

测定η的方法有多种，常用的有落球法或落针法、毛细管法、旋转法等。

在变温条件下，还必须考虑液体的密度随温度的改变及对液体粘滞系数的影响。

在这里介绍用落球法测定液体粘滞系数的方法和用落针法研究液体粘滞系数随温度变化的特性。

【实验目的】1． 通过测量小球在液体中下落的运动状态来求测定液体的粘滞系数；2． 用雷诺数对斯托克斯公式进行修正。

【实验仪器】玻璃圆筒，数字天平，秒表，螺旋测微计，游标卡尺，温度计，比重计，小钢球(大小各10个)，镊子，待测液体(蓖麻油)。

【实验原理】斯托克斯公式半径为r 的光滑圆球，以速度v 在均匀的无限宽阔的液体中运动，当速度很小，球也很小时，在液体中不产生涡旋。

在这种情况下，它所受到的粘滞阻力为vr F πη6= (1-1)式(1-1)称为斯托克斯公式。

力F 实际上并非小球表面与液体之间的摩擦力，而是附着小球表面随小球—起运动的—层液体与周围液体之间的内摩擦力。

η即为液体的粘滞系数。

在CGS 制中，η的单位是P ，称为泊。

-211dy cm S P =⋅⋅。

在SI 制中，η的单位是Pa S ⋅或2N S m -⋅⋅，1Pa S 10P ∙=。

1． 液体粘滞系数的经验公式实验中，小球在密度为0ρ的液体中下落时，作用在小球上的力 图1-1有三个：重力、浮力和粘滞阻力，这三个力在同—直线上，重力向下，浮力和粘滞阻力向上。

小球开始下落时，速度尚小，阻力不大，小球加速下落。

随着速度的增加，小球所受粘滞阻力逐渐增大，当速度达到一定数值时，这三个力之和等于零，如图1-1所示，此后，小球将匀速下降，即vr g r g r πηρπρπ63434033+= （1-2） 此时的速度称为收尾速度，ρ是小球的密度，由式（1-2）得()vgr 9220ρρη-= （1-3） 由于液体装在容器内，总不满足无限宽阔的条件，如果小球沿内半径为R 的圆筒壁下落。

实验二落球法测量液体粘滞系数概述当液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力，它的方向平行于两层液体的接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。

液体的粘滞性的测量是非常重要的，例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态，这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。

因此，测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。

又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。

各种实际液体具有不同程度的粘滞性。

测量液体粘度有多种方法，本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。

如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。

当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。

一、实验目的1、用落球法测液体的粘滞系数；2、研究液体粘滞系数对温度的依赖关系。

二、仪器装置1、YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台；2、液体粘滞系数实验装置、3、光电转换实验模板；4、连接电缆；5、2mm小钢球；6、甘油(自备)；7、直尺；8、千分尺；9、数字温度传感器；10、小磁钢及重锤部件；11、激光器；12、接收器；13、量筒；14、导球管；15、物理天平；16、测温探头。

液体粘滞系数实验仪如图1所示。

三、实验原理1、当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mg（mρ（V是小球体积，ρ是液体密度）和粘滞阻力为小球质量）；液体作用于小球的浮力gVF（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v较小情况下，有rv F πη6= （1）上式称为斯托克斯公式，其中r 是小球的半径；η称为液体的粘度，其单位是s Pa ⋅。

液体黏滞系数的测定实验报告一、实验目的1、学习和掌握用落球法测定液体黏滞系数的原理和方法。

2、了解斯托克斯定律的应用条件。

3、熟悉秒表、游标卡尺、千分尺等测量仪器的使用。

二、实验原理当一个小球在液体中下落时，它会受到重力、浮力和黏滞阻力的作用。

在小球下落速度较小时，黏滞阻力可以用斯托克斯公式表示：＼（F ＝6πηrv\）其中，＼（F\）为黏滞阻力，＼（η\）为液体的黏滞系数，＼（r\）为小球半径，＼（v\）为小球下落速度。

小球在液体中下落时，当重力、浮力和黏滞阻力达到平衡时，小球将以匀速下落，此时有：＼（mg Vρg 6πηrv ＝ 0\）其中，＼（m\）为小球质量，＼（V\）为小球体积，＼（ρ\）为液体密度。

由于小球体积\（V ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3\），质量\（m ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3ρ_0\）（＼（ρ_0\）为小球密度），整理可得：＼（η ＝＼frac{（ρ_0 ρ)g}｛18v}d^2\）其中，＼（d\）为小球直径。

因此，只要测量出小球的直径\（d\）、下落的速度\（v\）、液体和小球的密度\（ρ\）、＼（ρ_0\），以及重力加速度\（g\），就可以计算出液体的黏滞系数\（η\）。

三、实验仪器1、玻璃圆筒：内径约为 10cm，高度约为 50cm。

2、小钢球：直径约为 1mm 至 2mm 之间。

3、游标卡尺：精度为 002mm，用于测量小球直径。

4、千分尺：精度为 001mm，用于测量小球直径。

5、秒表：精度为 01s，用于测量小球下落时间。

6、温度计：用于测量液体温度。

7、电子天平：用于测量小球质量。

8、支架、细线等。

四、实验步骤1、用电子天平测量小球质量，多次测量取平均值。

2、用游标卡尺和千分尺分别测量小球直径，各测量五次取平均值。

3、将玻璃圆筒装满待测液体，放置在支架上，调整圆筒使其竖直。

4、用细线将小球悬挂在圆筒上方，使其自然下垂，然后轻轻放入液体中。

实验二 沉降法测甘油粘滞系数[实验目的]1．了解黏滞流体的特性；2．掌握用沉降法测定液体黏度的原理和操作。

[实验器材]玻璃圆筒、温度计、秒表、螺旋测微计、米尺、待测液体（甘油）、小钢球等。

[仪器描述]沉降法测量液体粘度的实验装置为一玻璃圆筒，内盛待测液体，如图2—1所示。

在玻璃圆筒上有两道水平标记线1N 和2N ，其间距为l 。

实验时，使一颗小钢球自液面静止开始下落。

小球在液体中下落时，受到三个力的作用：方向向下的重力、方向向上的浮力和与运动方向相反的内摩擦阻力f ，即粘滞力。

粘滞力是由被吸附在小球表面的一层液体与紧邻的另一层液体的摩擦而产生的，而不是小球与液体之间直接产生的。

刚开始下落时，小球的重力G 大于浮力F 与粘滞力f 之和，于是小球作加速运动。

随着小球下落速度的加快，粘滞力也随之增加。

当速度增加到某一数值时，这三个力的合力等于零，此后小球就以该速度匀速下落，该速度称为收尾速度。

一般下落到1N 标线时，小球开始作匀速运动。

实验中，通过测量小球经1N 至2N 水平标记的时间和两标线的间距l 来求出小球的收尾速度。

小球下落到圆筒底部后，可采取一定的办法捞起来重用，整个圆筒放在一个具有调节水平底脚螺丝的圆盘底座上。

图3—1 沉降法测量液体粘度的实验装置[实验原理]根据斯托克斯定律，小钢球所受的黏滞阻力为v r f πη=6。

如前所述，小球在液体中下降时，同时受到重力G 、浮力F 和阻力f 的作用。

当f F G +>时，小球以变加速下降。

由于阻力f 与速度υ成正比，因而速度增加时阻力也随之增大。

当f F G +=时，小球均速下降，此时的速度即为收尾速度，用m υ表示。

设小球半径为r ，密度为0ρ，液体的密度为ρ，则33044πg πg 6π33m r ρr ρηr =+v mr υρρη9g )(220-= （3—1）斯托克斯定律是在假设小球在无限宽广的媒质中运动时得出来的规律，因此，由斯托克斯定律得出的公式3—1在应用于有限媒质（圆筒中的液体）时必然会产生偏差。