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实验二、液体粘滞系数的测定 数据处理 * * 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。 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: 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 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： mg 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。 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。 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 η的理论值（内插法）： 由两点直线方程： 将y换成η，x换成T,即有： 有： η(Pa.S) T(℃) η1 η2 T1 T2 η T 实验内容 思考题：P26 1 测量小球直径一次，写出小球直径结果的表达式。 计算小球直径的相对误差。 根据管高求管子高度的相对误差。 测定小钢球下落时间。 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。 记录液体温度，根据温度用内插法判断η的理论值。 理论值 *