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水黏滯係數單位 在 網路上關於水黏度表-在PTT/MOBILE01/Dcard上的升學考試 ... 的推薦與評價
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水黏滯係數單位 在 普通物理學實驗(上) E04. 流體的黏滯性Viscosity of Fluids 的推薦與評價
臺大開放式課程課程名稱:普通物理學實驗授課教師:普通物理實驗室課程連結:http://ocw.aca.ntu.edu.tw/ntu-ocw/ocw/cou/110S105. ... <看更多>
水黏滯係數單位 在 [情報] 物理大報告- 精華區NTUAC93work - 批踢踢實業坊 的推薦與評價
實驗三 流體的黏滯性
壹、目的
由液體在毛細管中的流速,求出流體的黏滯係數(coefficient of viscosity)
貳、簡介
利用長度與半徑已知的毛細管(capillary tube),在毛細管兩端壓力差保持穩定的條件下
,求出單位時間內流過毛細管的液體量,進而算出該流體的黏滯係數。
參、原理
1.假設有一流體流速不均,流體上層流速較快,下層較慢
─────────→
───────→
─────→
因為下方的流體流速較慢,會產生一股把上方流體往後拉的力(上對下產生往前拉的力),
稱作為黏滯力(viscous force)。而每單位截面積上的這個作用力的大小和其流速的「變
化趨勢」(微分值)成正比: △F △Vx
───── = η───── η稱作該流體的黏滯係數
△A dz
2.一圓管有液體向前流動:
(1) 中央流的最快,越靠外越慢
(2) 由於管壁的作用,最外側流速幾乎降到零
若以假想的薄環來看,外側流速慢勢必對內層造成「拖拉」力,因此要維持這個不平均的
速度分布,便得靠管兩端的壓力差,也就是說,我們取一半徑r,長度L的柱狀體來看,其
內的液體在L的兩端所受壓力作用的差值,應該要恰能供應其外環面上所受外層液體「拖
拉」的力:
△F
⇧πr^2(P1-P2) = (2πrL)‧──── (其中P1、P2分別為L兩端的壓力值)
△A
根據分析,若V(r)代表流速隨徑向座標分佈的函數:
△F d V(r)
─── =η────
△A dr
代入(1),積分,可得出合理的速度分布函數應該是個二次函數
(P1-P2)
V(r) = ─────(-2 r^2+C) (C代表積分常數)
4ηL
而且將C定為R2(R代表圓管的實際內徑),V(r)便符合了(1)、(2)的要求
3.改用實驗上較容易測量的「流量」表示之,假設液體的體積是不可壓縮的:
π P1-P2
單位時間內通過圓管的液體體積≡Q=∫V(r) 2πrdr = ─‧───R^4
8 ηL
肆、步驟
1. 組裝儀器,確認儀器
2. 將兩定高容器先放在同一水面,而後將其中之一上舉,造成少量的壓力差,連接橡皮먊 注意不要有氣泡。
3. 用溫度計測水溫
4. 打開點滴開關,使水流入定高容器,調整水流量,使水量約等於出水量
5. 在一定時間t內,讓水由高處的定容器經毛細管及低處的定高容器,最後流入燒杯內,
量取此t時間內水流的總體積。
伍、 思考問題
1. 討論此實驗中,造成η值誤差的主要因素?
Ans:可能是由於壓力差不固定,或是因為水流流經容器及橡皮管時,都有可能受到黏滯
力作用,但本實驗只討論毛細現象。
2. 若毛細管不是水平放置,是否會有影響?
Ans:會,若毛細管有所傾斜,那麼兩端的壓力差就會受到水壓的影響有所改變而與壓力
記讀出的不同,所以測出來的η值就會有所誤差。
3. 為什最靠近管壁的液體流速為零?
Ans:因為液體分子分管壁之間會有附著力,使兩者互相吸引,造成最靠近管壁的液體流
速幾乎為零。
4. 為什麼C=R2?
Ans:把V(r) = 0代入,因為P1-P2和L可為任意數而η為定數,所以求出 C = R2
我終於打完啦,感謝維德提供參考資料
算是送給大家的萬聖節禮物
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