俞坚钢的本科论文[2014年3月修订].docVIP

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俞坚钢的本科论文[2014年3月修订]

毕业论文(设计) 题 目 液体粘滞系数的研究 学生姓名 俞坚钢 学 号 2001406022 院 系 物理学系 专 业 物理学 指导教师 陈玉林 二OO六 年 五月 二十五日 目 录 第一节 流体与流体粘性概述 1.1 流体的概念和流体的粘性 1.2 牛顿内摩擦定律 第二节 小雷诺数缓慢粘性流动问题 2.1 雷诺数 2.2 斯托克斯阻力公式的推导 第三节 落球法测定液体粘滞系数的实验简介 3.1 实验原理 3.2 实验仪器与装置以及实验的基本步骤 第四节 落球法测定液体粘滞系数的实验分析 4.1 圆筒内径大小对小钢球下落速度的影响及其修正因子4.2 雷诺数的大小与斯托克斯阻力公式的修正 4.3 到达收尾速度位置的估算 4.4 4.5 小钢球的选取 4.6 修正后的表示 第五节 修正后的实验步骤及实验数据的处理 5.1 经过修正后的实验步骤 5.2 实验的数据处理和修正 5.3 实验数据与实际值的比较 液体粘性系数的研究 俞坚钢 南京信息工程大学物理学系,南京 210044 摘要:本文首先讲述了流体及流体粘性的基本概念,并从理论上推导出斯托克斯阻力公式,同时说明了斯托克斯公式的适用条件。然后叙述了用落球法测量液体粘滞系数的实验原理,并且对该实验进行了分析和讨论,给出了对理论公式的修正。 关键词:流体;流体粘性;粘滞系数;斯托克斯阻力公式;雷诺数;落球法 Study of the Coefficient of Viscosity of Liquid Jiangang Yu (Department of Physics, Nanjing University of Information Science Technology, 210044) ABSTRACT: Beginning with recounting the fundamental concept about fluid and fluid viscosity, the writer deduces the Stokes’s formula of viscous resistance from the theory of hydromechanics and expounds the condition of Stokes’s formula. Then the writer explains the principle of the experiment of measuring the coefficient of viscosity of liquid by falling sphere method and computes the modifying item of the Stokes’s formula by analyzing and discussing this experiment. Key words: fluid; viscosity; coefficient of viscosity; Stokes’s formula of viscous resistance; Reynolds number; method of dropping ball 一、流体与流体粘性的概述 1.1 流体的概念和流体的粘性 液体和气体统称为流体。流体由大量流体分子组成。液体和气体与固体相比较,分子间引力较小,分子运动较剧烈,分子排列松散,不能像固体那样抵抗拉力和切力,只能抵抗对它的压缩力作用。只要有运动及变形的可能,流体就会发生形变或流动。自然界中的流体都具有一定的粘性,因而其流动性也要受到自身的粘性约束,不会无限制地流动。 液体或具有的共同特性是流动性。但它们也还有一些不同的特性,对气体来讲他很容易被压缩或使其膨胀,而且没有自由表面,不能保持一定的形状。由于分子间的斥力很弱,因而容易被压缩。气体分子的自由运动使它能够中满所占容器的空间。另一特点是气体的粘性小,而随温度的升高,其粘性加大。 对液体而言,它有自由表面,有固定的体积,在一般的情况下液体被看成是不可压缩的流体。因为液体分子比固体分子间距离大,所以因力减弱,不能保持一定的形状,但都比气体分子间的距离小,分子间的引力尚能使液体保持一定的体积。在受到压缩时,由于分子的斥力较大,阻抗压缩,因而具有不可压

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