实验十九 液体粘滞系数的测定
【实验简介】
当一种液体相对于其他固体、气体运动，或同种液体内各部分之间有
相对运动时，接触面之间存在
摩擦力。这种性质称为液体的粘滞性。粘滞力的方向平行于接触面，且使速度较快的物体减速，其大小与接触面处的速度梯度成正比，比例系数 称为粘度。 表征液体粘滞性的强弱，测定的方法有(1)泊肃叶法，通过测定在恒定压强差作用下，流经一毛细管的液体流量来求；（2）转筒法，在两同轴圆筒间充以待测液体，外筒做匀速运动，测内筒受到的粘滞力距；（3）阻尼法，测定扭摆、弹簧振子等在液体中运动周期或
振幅的改变；（4）落体法，通过测量小球在液体中下落的运动状态来求。
对液体粘滞性的研究在物理学、化学化工、生物工程、医疗、
航空航天、水利、机械润滑和液压传动等领域有广泛的应用。本实验采用落球法测定液体粘度。对液体粘滞性运动规律进行深入研究的人是斯托克斯。
图19-1 斯托克斯
斯托克斯生平简介
斯托克斯，G。G（George Gabriel stokes1819~1903）英国力学家、数学家。1819年8月13日生于斯克林，1903年2月1日卒于剑桥。
斯托克斯的主要贡献是对粘性流体运动规律的研究。C．－L．－M．－H．纳维从分子假设出发，将L．
欧拉关于流体运动方程推广，1821年获得带有一个反映粘性的常数的运动方程。1845年斯托克斯从改用连续系统的力学模型和
牛顿关于粘性流体的物理规律出发，在《论运动中流体的内摩擦理论和弹性体平衡和运动的理论》中给出粘性流体运动的基本方程组，其中含有两个常数，这组方程后称纳维-斯托克斯方程，它是
流体力学中最基本的方程组。
【实验目的】
1、掌握什么是标征液体粘滞性强弱的重要参数；
2、学习测量液体的粘滞系数的方法；
【实验仪器】
蓖麻油、玻璃圆筒（高约50cm，直径5cm）、温度计、秒表、
螺旋测微计、直尺。
【实验原理】
1、粘滞系数的计算
若液体无限深广，小球下落速度 较小情形时，有：
—粘滞系数 单位：
小球匀速运动时，三个力达到平衡：
令小球直径为 ，并用 ， ， ，代入上式得
2、实验时容器内径为 ，液柱高度为 上式须修正为：
图19-2 实验装置简图
给定参数：
重力加速度：
蓖麻油密度：
钢球密度：
【实验内容及要求】
1、将玻璃管调节竖直，标记出小球下落距离 （大约 ）；
2、记录室温 ；
3、用螺旋测微计测量小球直径 ，重复六次测量，注意记录螺旋测微计的零点读数；
4、测量小球匀速下落 所需要的时间 ，重复六次测量；
5、用直尺测出玻璃管直径 ，液面高度 ；
6、整理好实验仪器。
【数据记录】
温度 ，玻璃管内直径 mm，液面高度 mm，
测量小球直径，零点读数： mm， mm， mm
次数
1
2
3
4
5
6
下落速度的测量，下落距离 mm，
次数
1
2
3
4
5
6
【数据处理】
s
s
误差分析：（说明实验产生误差的可能因素及影响大小）
【思考题】
1、如何判断小球在作匀速运动？
2、如何判断玻璃管是竖直的？
3、小球偏离中心轴线下落对实验会带来什么样的影响？