实验二、液体粘滞系数的测定..

实验二、液体粘滞系数的测定物理学教研室医学物理学实验各种实际液体具有不同程度的粘滞性，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内摩擦力产生，这一内摩擦力称为粘滞（阻）力。粘滞（阻）力的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比。比例系数η称为粘滞系数（或粘度），粘滞系数与液体的性质，温度和流速有关，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。Sxfdd粘滞液体粘度（粘滞系数）的测量是非常重要的，对液体粘滞性的研究在医疗、航空、水利、机械润滑和液压传动等领域有广泛的应用。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。血液粘度增大使血液流动变慢，流入人体器官的血流量减少，于是人体处于供血、供氧不足的状态，这可能引发心脑血管疾病。因此，测量血粘滞系数的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。测定粘滞系数有多种方法：本次实验采用多管落球法来测量实验目的1、掌握用ND-2型液体粘滞系数仪测液体的粘滞系数；2、熟悉JCD3读数显微镜的使用方法；3、观察液体的内摩擦现象，了解液体粘度的含义。实验器材液体粘滞系数仪、读数显微镜、小钢球磁铁、秒表、镊子、温度计待测液（蓖麻油）实验原理如果一小球在液体中下落，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。根据斯托克斯定律，小球所受到的粘滞阻力F为:vrF6式中r是小球的半径，是小球的速度，η为液体粘滞系数。斯托克斯v从斯托克斯定律出发，当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体粘滞系数。适用条件：要求液体是无限广延的且无旋涡产生。要求所用的小球是光滑的，而且半径应当适当小。小球在液体中作自由下落时，受到三个力的作用，且都在竖直方向：重力mg、浮力ρgV和粘滞阻力。开始下落时小球运动速度较小，相应的阻力也小，重力大于粘滞阻力和浮力，所以小球作加速运动。由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加，加速度越来越小，最后，三个力达到平衡，即：Vgvrmg06mg浮力f粘滞f粘滞f020018)(6)(vgdrvgVm其中ρ0和ρ分别是小球和液体的密度，d为小球的直径，g是当地的重力加速度。Vgrvmg0603034rVm对于小球又有：333300/1096.0,/1078.7,,mkgmkg＝＝已知亦要满足斯托克斯定律的适用条件：1、液体是无限广延的且无旋涡产生。2、所用的小球是光滑的，而且半径应当适当小。02018)(vgd小球是在内径为D，液体高度为h的管中下落，不能满足无限宽广的条件，因此要采用一种数学方法来实现无限广延的条件。外推法t1t3t4t5t6Dd1Dd3Dd4Dd5Dd6)10(2Dd)(stt0thv00htgd18)(02002018)(vgdη的理论值（内插法）：由两点直线方程：121211xxyyxxyy121211TTTT将y换成η，x换成T,即有：))((2111TT有：η(Pa.S)T(℃)η1η2T1T2ηT实验内容思考题：P261①测量小球直径一次，写出小球直径结果的表达式。②计算小球直径的相对误差。③根据管高求管子高度的相对误差。④测定小钢球下落时间。⑤计算间接测量η的值、平均绝对误差和相对误差Eη，(要求计算过程)写出结果的表达式。⑥记录液体温度，根据温度用内插法判断η的理论值。))((2111TT理论值注意事项筒内油须长时间的静止放置，以排除气泡，使液体处于静止状态。实验过程中不可捞取小球，不可搅动。将小钢球在液体中浸一下，然后用镊子把小钢球沿量筒中心轴线近液面处自由落下。液体粘滞系数随温度的变化而变化，因此测量中不要用手摸量筒。在观察小钢球通过量筒标志线时，要使视线水平，以减小误差。数据处理htgd18/)(020hddgt18)(00%100)dd2(hh　EE1.2.实验值))((2111TT理论值