落球法测量液体粘滞系?/p>
各种实际液体具有不同程度的粘滞性,
当液体流动时?/p>
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?/p>
它的方向平行于接触面?/p>
其大小与速度梯度及接触面积成正比?/p>
比例系数
η
称为粘度?/p>
它是
表征液体粘滞性强弱的重要参数?/p>
液体的粘滞性的测量是非常重要的?/p>
例如?/p>
现代医学发现?/p>
许多心血管疾病都与血液粘
度的变化有关?/p>
血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少?/p>
血液流速减缓,
?/p>
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?/p>
因此?/p>
测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一?/p>
又如?/p>
石油在封闭管道中?/p>
距离输送时?/p>
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?/p>
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?/p>
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?/p>
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?/p>
测出
小球下落的速度,就可以计算出液体的粘度?/p>
【实验目的?/p>
1
?/p>
学习用激光光电传感器测量时间和物体运动速度的实验方?/p>
2
?/p>
用斯托克斯公式采用落球法测量油的粘滞系数(粘度)
3
?/p>
观测落球法测量液体粘滞系数的实验条件是否满足,必要时进行修正?/p>
【实验原理?/p>
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?/p>
mg
?/p>
m
为小?/p>
质量?/p>
、液体作用于小球的浮?/p>
gV
?/p>
?/p>
V
是小球体积,
?/p>
是液体密度)和粘滞阻?/p>
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
v
较小情况下,?/p>
rv
F
6
?/p>
?/p>
1
?/p>
上式称为斯托克斯公式,其?/p>
r
是小球的半径?/p>
?/p>
称为液体的粘度,其单位是
s
Pa
?/p>
?/p>
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,?/p>
vr
gV
m
g
?/p>
6
?/p>
?/p>
于是,小球作匀速直线运动,由上式可得: