普通物理實驗
GENERAL PHYSICS LABORATORY
學習目標: |
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實驗目的: |
測量液體之黏滯係數及其隨溫度之變化
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原理: |
A. 液體之黏滯性: 液體的黏滯性可視為某層液體與相鄰兩層間的內摩擦。如圖一的兩平板,上層受到應力往右移動,下層平板為靜止。二者中之液體,因黏滯性的影響,所以接觸受力面平板之液體其速度最大,離此受力面越遠則速度越小。如圖一,液體之相對速度由下向上遞增。
黏滯係數
h
定義為切應力和速度梯度間之比值,
SI制下
h
的單位為N-s/m2,CGS制為泊(poise),1
poise=1 dyne-s/cm2。常用單位為百分之一泊稱centi-poise,簡稱CP。速度梯度
B. 黏滯係數之測定: 本實驗是利用Stormer黏度計來測定液體之黏滯係數,其裝置如圖二所示。待測液體必須充滿圓筒B與圓柱體A之間的空間。圓柱體A連接至上方半徑為R之轉輪。轉輪上纏繞細繩,並由質量為m的砝碼帶動轉輪與圓柱體A進行轉動。 將繩子之張力設為T,a為砝碼下落之加速度。根據牛頓第二運動定律![]() ![]()
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將上述條件帶入 |
實驗項目: |
A. 測量液體之黏滯係數 1. 用碼錶測量砝碼由高度S落到地面所需時間 t。此測量需重複數次,其結果會較為客觀。 2. 改變砝碼質量 m 至少 5 次。 3. 畫 1/t 隨著 m 變化的關係圖,求出黏滯係數。
B. 測量黏滯係數與溫度之關係
1.
接上加熱電源,並請務必使用溫度計監控溫度。
2. 測量
10克 砝碼下落之時間
t。 3. 每當溫度下降 10°C 時,重複步驟2,直到液體溫度降到室溫。 4. 畫出黏滯係數 h 對 Tav之曲線圖。 |
參考資料: |