粘滞系数测定
粘滞系数测定仪国家技术标准_概述说明以及解释
粘滞系数测定仪国家技术标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述粘滞系数测定仪是一种用于测量物质粘度的设备，它在工业领域和科研实验室中广泛应用。
粘滞系数是描述液体或气体内部分子间相互作用力的重要物性参数，对于许多工艺流程和材料特性的研究具有重要意义。
本文将介绍粘滞系数测定仪国家技术标准的制定过程、标准内容概述以及该仪器在工业和科研领域中的应用领域和意义。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行论述。
首先，在引言部分我们将提供一个概述，介绍粘滞系数测定仪以及本文的结构安排。
其次，我们将在第二部分详细介绍粘滞系数测定仪国家技术标准的背景和制定过程，以及标准内容的概述。
接下来，在第三部分我们将解释粘滞系数测定仪的工作原理，包括测量原理、常用的设备和方法以及数据处理和结果评估等方面内容。
第四部分将重点探讨粘滞系数测定仪在工业领域和科研实验室中的应用领域和意义，涵盖工业领域的应用举例、科研领域的重要性以及市场需求和发展趋势等方面。
最后，在结论与展望部分，我们将对主要研究成果进行总结，并展望粘滞系数测定仪国家技术标准未来发展的方向。
1.3 目的本文旨在介绍粘滞系数测定仪国家技术标准，全面阐述该标准的背景和制定过程，并深入解释粘滞系数测定仪的工作原理、应用领域和意义。
通过本文的阅读，读者将了解到粘滞系数测定仪在各个领域中的广泛应用，并对该技术标准未来发展提供一定参考。
同时，本文也希望能够促进相关行业对于粘滞系数测定仪的认识和应用，推动该设备在产业界和科研领域中更加广泛地运用。
2. 粘滞系数测定仪国家技术标准2.1 背景和意义粘滞系数测定仪是一种用于测量液体或半固体材料粘度的仪器。
粘度通常被定义为流体在应力作用下的内部阻力，它是衡量流体黏稠度和黏性的重要指标。
粘滞系数测定仪国家技术标准的制定对于确保该仪器的可靠性、准确性和互换性具有重要意义。
2.2 标准制定过程制定粘滞系数测定仪国家技术标准需要遵循一系列规范化程序和科学方法。
粘滞系数实验报告
粘滞系数实验报告
实验目的：测定不同液体的粘滞系数，了解粘滞现象对流体运动的影响。
实验原理：粘滞系数（η）是衡量流体内部粘滞阻力大小的物理量。
根据牛顿第二定律和斯托克斯定律，流体粘滞系数可通过粘滞实验进行测定。
斯托克斯定律适用于介质为稀薄、粘滞系数不随温度和流速改变的情况，即呈牛顿流体的情况。
实验器材：粘度计、容器、不同液体样品、计时器。
实验步骤：
1. 在容器中加入待测液体，注意避免气泡的产生。
2. 将粘度计的毛细管完全浸入液体中。
3. 用计时器记录流体从A点到B点的通过时间τ。
4. 测量不同液体的通过时间，每种液体至少测量5次，取平均值。
实验数据处理：
1. 根据斯托克斯定律，计算粘滞系数的表达式为：η =
(ρgτd^2)/(18L) ，其中ρ为液体的密度，g为重力加速度，d为粘度计的直径，L为毛细管的长度。
2. 将实验得到的数据代入公式中计算粘滞系数，并计算各组数据的平均值。
实验结果和讨论：
根据实验数据计算得到的粘滞系数可以与文献中给出的数值进
行对比，判断实验结果的准确性。
同时，可以比较不同液体的粘滞系数大小，分析各液体分子间相互作用力的差异对粘滞现象的影响。
实验结论：
通过粘滞实验测得不同液体的粘滞系数，比较了液体粘滞特性的差异，进一步了解流体运动中的粘滞现象。
(完整版)粘滞系数测定实验
实验 液体粘滞系数的测定当液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍液体的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。
粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘度（或粘滞系数）。
对液体粘滞性的研究在流体力学，化学化工，医疗，水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量、压力差、输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。
测量液体粘度可采用落球法，毛细管法（奥氏粘滞计），转筒法等方法。
本实验根据所用方法的不同，分成两个部分，第一部分采用落球法测定变温情况下的液体（蓖麻油）粘滞系数，第二部分则是采用毛细管法测定室温下的液体粘滞系数（该方法比较适合用于生物医学应用，比如测量血液的粘度）。
实验一 落球法测变温液体的粘滞系数落球法（又称斯托克斯法）适用于测量粘度较高的液体。
一般而言，粘度的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘度将迅速减小。
例如对于蓖麻油，在室温附近温度改变C 1︒，粘度值改变约10%。
因此，测定液体在不同温度的粘度有很大的实际意义，欲准确测量液体的粘度，必须精确控制液体温度。
实验中，小球在液体中下落的时间可用秒表来测量。
一、实验目的1．用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度。
2．了解PID 温度控制的原理。
3．练习用秒表计时，用螺旋测微计测量小球直径。
二、实验原理在稳定流动的液体中，由于各层的液体流速不同，互相接触的两层液体之间存在相互作用，流动较慢的液层阻滞着流动较快的液层运动，所以产生流动阻力。
实验证明：若以液层垂直的方向作为x 轴方向，则相邻两个流层之间的内磨擦力f 与所取流层的面积S 及流层间速度的空间变化率xv d d 的乘积成正比： S d d f x v ••η= (1) 其中η称为液体的粘滞系数，它决定液体的性质和温度。
粘滞性随着温度升高而减小。
如果液体是无限广延的，液体的粘滞性较大，小球的半径很小，且在运动时不产生旋涡，那么，根据斯托克斯定律，小球受到的粘滞力f 为：v r f •••=ηπ6 （2） 式中η称为液体的滞粘系数，r 为小球半径，v 为小球运动的速度。
落球法测液体的粘滞系数——大物实验
21 / 4实验一 落球法测液体的粘滞系数粘滞系数是液体的重要性质之一，它反映液体流动行为的特征．粘滞系数与液体的性质，温度和流速有关，准确测量这个量在工程技术方面有着广泛的实用价值．如机械的润滑，石油在管道中的传输，油脂涂料，医疗和药物等方面，都需测定粘滞系数．测量液体粘滞系数方法有多种，落球法（又称Stokes 法）是最基本的一种，它可用于测量粘度较大的透明或半透明液体，如蓖麻油，变压器油，甘油等．【实验目的】1．学习和掌握一些基本物理量的测量；2．学会落球法测定液体的粘滞系数．【实验原理】一个在液体中运动的物体会受到一个与其速度反方向的摩擦力，这个力的大小与物体的几何形状、物体的速度以及液体的内摩擦力有关．液体的内摩擦力可用粘滞系数η 来表征．对于一个在无限扩展液体中以速度v 运动的半径为r 的球形物体，斯托克斯（G.G. Stokes ）推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为r v F ⋅⋅⋅=ηπ61 （1）当一个球形物体在液体中垂直下落时，它要受到三种力的作用，即向上的粘滞力F 1、向上的液体浮力F 2和向下的重力F 3．球体受到液体的浮力可表示为g r F ⋅⋅⋅=13234ρπ （2）上式中ρ 1为液体的密度，g 为重力加速度．球体受到的重力为g r F ⋅⋅⋅=23334ρπ （3）式中ρ 2为球体的密度．当球体运动某一时间后，上述三种力将达到平衡，即321F F F =+ （4）此时，球体将以匀速v 运动（v 也称为收尾速度）．因此，可以通过测量球体的下落速度v 来确定液体的粘滞系数：22 / 4()v r g 92122⋅-⋅⋅=ρρη （5）这里v 可以从球体下落过程中某一区间距离s 所用时间t 得到，这样粘滞系数为()s t r ⋅⋅-⋅⋅=g 92122ρρη （6）在实际测量中，液体并非无限扩展，且容器的边界效应对球体受到的粘滞力有影响，因此公式（1）需要考虑这些因数做必要修正．对于在无限长，半径为R 的圆柱形液体轴线上下落的球体，修正后的粘滞力为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅+⋅⋅⋅⋅=R r r v F 4.2161ηπ （7）这样公式（6）变为()R r s t g r ⋅+⋅⋅⋅-⋅⋅=4.21192122ρρη （8）如果考虑到圆柱形液体的长度L 并非无限长，还有r /L 量级的进一步修正．【实验仪器】 F 3F 1+F 2图1 液体中小球受力分析图落球法粘滞系数测定仪（见图2）、小钢球、蓖麻油、米尺、液晶数显千分尺、游标卡尺、液体密度计、电子天平、电子秒表和温度计等．【实验内容】1．调整粘滞系数测定仪（1）调整底盘水平，在底盘横梁上放重锤部件，调节底盘旋纽，使重锤对准底盘的中心圆点；（2）将实验架上的上，下二个激光器接通电源，可看见其发出红光．调节上、下二个激光器，使其红色激光束平行，并对准锤线；（3）收回重锤部件，将盛有被测液体的量筒放置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变；（4）在实验架上放上钢球导管；（5）将小球放入钢球导管，看其是否能挡阻光线，若不能，则适当调整激光器位置．2．测量下落小球的匀速运动速度（1）测量上、下二个激光束之间的距离；（2）放小球入钢球导管，当小球落下，阻挡上面的红色激光束时，光线受阻，此时用秒表开始计时，到小球下落到阻挡下面的红色激光束时，计时停止，读出下落时间，重复测量6次以上．3．测量小钢球的密度ρ 2（1）用电子天平测量小钢球的质量m，测量一次；（2）用千分尺测其直径d，测量十次，计算平均值；（3）计算小钢球的密度ρ 2．23 / 44．用液体密度计测量蓖麻油的密度ρ 1（单次测量）．用游标卡尺测量量筒的内径D（测量六次）．用温度计测量液体温度（液体粘滞系数随温度变化很快，因此需要标明测量是在什么温度下进行的．）．5．用公式（8）计算η 值，η 值保留三位有效数据，η 的单位为kg·m-1·s-1．6．用滚筒法测量蓖麻油的粘滞系数，根据落球法的测量结果和仪器说明书，选择合适的转子和转速。
07粘滞系数
实验七用落球法测定液体粘滞系数各种实际液体具有不同程度的粘滞性，当液体稳定流动时，由于各层液体的流速不同，相邻的两层液体之间有力的作用，这一作用力称为粘滞力或内摩擦力。
实验证明，对给定的液体粘滞力f与两层间的接触面积∆s及该处垂直于∆s方向上的速度梯度dv/dx成正比，且运动方向相反，即fdvdxs=η∆①此式被称为粘滞定律，式中η称为液体的粘滞系数或内摩擦系数。
粘滞系数取决于液体的性质和温度，温度升高，粘滞系数迅速减小。
测定流体粘滞系数的常用方法有：落球法、扭摆法、转筒法和毛细管法。
本实验是用落球法测定液体的粘滞系数。
实验目的1．了解依据斯托克斯公式用落球法测定液体粘滞系数的原理及方法；2．了解斯托克斯公式的修正方法；3．熟悉读数显微镜的使用方法。
实验原理当半径为r的光滑圆球，以速度v在均匀的无限宽广的液体中运动时，若速度不大，球也很小，在液体中不产生涡流的情况下，斯托克斯指出球在液体中所受的阻力为f＝6πηv r②式中η为液体的粘滞系数，此式称为斯托克斯公式。
从上式可知，阻力F的大小和物体运动速度成比例。
当质量为m、体积为V的小球在密度为ρ的液体中下落时，作用在小球上的力有三个，即：重力mg，液体的浮力ρVg，液体的粘滞阻力6πηv r。
这三个力都作用在同一铅直线上，重力向下，浮力和阻力向上。
小球刚开始下落时，速度v很小，阻力也不大，小球作加速度下降。
随着速度的增加阻力也逐渐加大，速度达一定值时，阻力和浮力之和将等于重力，那时物体运动的加速度等于零，小球开始匀速下落，即mg＝ρVg＋6πηv r③此时的速度称为收尾速度。
由此式可得()ηρπ=-m V gv r6 ④将小球的体积V r =433π代入，得ηπρπ=-m r v rg 4363⑤斯托克斯公式的假设条件是小球在无限广阔的液体中下落，而实际实验时小球是在有限的圆柱形筒中下落，筒的直径和液体的深度均是有限的，实验条件与理论假设条件不符，所以作用于小球的粘滞力与斯托克斯公式给出的不同。
液体粘滞系数的原理和测量
液体粘滞系数的原理和测量液体粘滞系数是一个描述液体内部流动阻力的物理量。
它是指单位面积上液体层与相邻层之间的粘滞应力与液体层流动速度梯度之比。
粘滞是指在流动过程中，液体分子之间相互作用引起的内部摩擦阻力。
当液体流动时，由于近层液体粒子与远层液体粒子之间的相互作用力，近层粒子受到远层粒子的牵引，使其速度增加。
在相邻层之间，液体内部存在速度梯度，即速度随距离的变化。
液体粘滞系数的测量方法有多种，下面将介绍几种常用的方法。
一、平板式法测量液体粘滞系数平板式法是通过在液体中夹入平板，通过测量平板下落过程中的速度来求解液体粘滞系数。
实验装置主要包括液体槽、平板和测量设备。
首先将液体倒入槽中，然后将平板缓慢地插入液体中，开始计时，当平板进入液体后，即停止计时，记录下这个时间。
根据牛顿黏滞定律，我们可以获得平板下落过程中的速度。
通过实验测量得到的数据，可以计算出液体的粘滞系数。
二、毛细管法测量液体粘滞系数毛细管法是在液体中将毛细管插入一定深度，并测量液柱高度和时间关系来求解液体粘滞系数。
首先通过调节进口控制阀进入合适的液体流量，使毛细管中液面维持稳定，然后记录下毛细管中液面的高度和时间。
通过实验测量得到的数据，可以计算出液体的粘滞系数。
三、旋转杯法测量液体粘滞系数旋转杯法是利用液体在旋转杯中产生的离心力和摩擦力来测量液体的粘滞系数。
实验装置主要包括旋转杯、电机和测力装置。
首先，将被测液体注入旋转杯中，然后通过电机驱动旋转杯旋转，测力装置测量旋转杯的转矩。
通过测力装置测得的数据，可以计算出液体的粘滞系数。
通过以上三种常用的方法，我们可以测量液体粘滞系数，进而了解液体的粘滞特性。
液体粘滞系数的测量对于工业生产和科学研究都具有重要意义。
在工业领域中，液体粘滞系数的测量可以用于衡量液体的黏稠度，从而确定液体在输送、泵送和混合等过程中的流动性能。
在科学研究中，液体粘滞系数的测量可以用于研究液体的流变学特性，从而推断液体分子结构和力学性质的变化。
粘滞系数
液体粘滞系数的测量【实验目的】1．观察液体中的内摩擦现象；2．掌握用落球法测粘滞系数的原理和方法；3．掌握基本测量仪器（千分尺、米尺、数字秒表等）的用法。
【实验仪器】落球法粘滞系数测定仪(图1)、激光光电计时仪、蓖麻油、小钢球、千分尺、秒表等。
【实验原理】如图2，当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力mg 、液体作用于小球的浮力gV ρ（V 为小球体积，ρ为液体密度）和粘滞阻力F （其方向与小球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v 较小的情况下，有：vr F πη6= （1）上式称为斯托克斯公式，式中η为液体的粘滞系数，单位是s Pa ⋅，r 为小球的半径。
图1落球法粘滞系数测定仪 图2 实验原理图小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力不大，但是随着下落速度的增大，阻力也随之增大。
最后，三个力达到平衡，即：rv gV mg πηρ6+=液于是小球开始作匀速直线运动，由上式可得：vrg V m πρη6)(液-=令小球的直径为d ，并用ρπ36d m =，t Lv =，2d r =代入上式得： Ltgd 18)(2液ρρη-=（2）其中ρ为小球材料的密度，L 为小球匀速下落的距离，t 为小球下落L 距离所用的时间。
实验时，待测液体盛于容器中，故不能满足无限深广的条件，实验证明上式应该进行修正。
测量表达式为：)4.21(118)(2Dd Ltgd +⋅-=液ρρη其中D 为容器的内径。
【实验内容及步骤】1．用千分尺测量小球的直径，共测5个球，每个球从不同的方向测量3次 2. 调整粘滞系数测量装置及实验仪器(1)调整底盘水平，在仪器横梁中间部位放重锤部件，调节底盘旋钮，使重锤对准底盘的中心圆点。
(2)将实验架上的两激光器接通电源，并进行调节，使其红色激光束平行对准锤线。
(3)收回重锤部件，将盛有待测液体的量筒放置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变。
(4)在实验架上放上钢球导管。
实验13 落球法测量液体的粘滞系数
实验4 落球法测量液体的粘滞系数液体粘滞系数又叫内摩擦系数或粘度，是描述流体内摩擦力性质的一个重要物理量，它表征流体反抗形变的能力，只有在流体内存在相对运动时才表现出来。
液体在管道中的传输、机械润滑油的选择、物体在液体中的运动等与都与液体的粘滞系数有关。
液体粘滞系数可用落球法，毛细管法，转筒法等测量方法，其中落球法适用于测量粘滞系数（以下简称η）较高的液体。
η的大小取决于液体的性质与温度，温度升高η值将迅速减小。
如蓖麻油在室温附近温度改变1℃时η值改变约10%。
因此，测定液体在不同温度η值才有意义，欲准确测量液体的粘滞系数，必须精确控制液体温度。
1 [实验目的]1.1 观察液体的内摩擦现象，学会用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数。
1.2 了解PID 温度控制的原理。
1.3练习用停表计时，用螺旋测微器测直径。
2 [实验仪器]变温粘度仪，ZKY-PID 温控实验仪，停表，螺旋测微计，钢球若干。
3 [仪器介绍]3.1落球法变温粘度仪变温粘度仪的外型如图11-1所示。
待测液体装在细长的样品管中，能使液体温度较快的与加热温达到平衡，样品管壁上有刻度线，便于测量小球下落的距离。
样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。
底座下有调节螺钉，用于调节样品管的铅直。
3.2开放式PID 温控实验仪温控实验仪包含水箱，水泵，加热器，控制及显示电路等部分。
温控试验仪内置微处理器，带有液晶显示屏，具有操作菜单化，能根据实验对象选择PID 参数以达到最佳控制，能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实际值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点。
开机后，水泵开始运转，显示屏显示操作菜单，可选择工作方式输入序号及室温，设定温度及PID 参数使用▲▼键选择项目，▲▼键设定参数，按确认键进入下一屏，按返回键返回上一屏。
进入测量界面后，屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号，设定温度，初始温度，当前温度，当前功率，调节时间等参数。
粘滞系数测定实验报告
一、实验目的1. 深入理解液体粘滞系数的概念及其测量方法。
2. 掌握落球法测定液体粘滞系数的原理和操作步骤。
3. 通过实验，学会使用相关实验仪器，并提高数据处理和分析能力。
二、实验原理液体粘滞系数是表征液体粘滞性大小的物理量，通常用符号η表示。
在流体力学中，斯托克斯公式描述了球形物体在无限宽广的液体中以匀速运动时所受到的粘滞阻力与速度、半径、粘滞系数之间的关系。
具体公式如下：\[ F = 6\pi \eta rv \]其中，F为粘滞阻力，η为液体粘滞系数，r为球形物体的半径，v为物体的运动速度。
当质量为m、半径为r的球形物体在无限宽广的液体中竖直下落时，受到三个力的作用：重力mg、液体浮力f和粘滞阻力F。
其中，浮力f为：\[ f = 4\pi r^3 \rho g \]其中，ρ为液体的密度，g为重力加速度。
当小球达到收尾速度v0时，粘滞阻力与重力及浮力平衡，即：\[ mg - f = F \]代入粘滞阻力公式，得到：\[ mg - 4\pi r^3 \rho g = 6\pi \eta rv_0 \]整理可得：\[ \eta = \frac{mg}{6\pi rv_0} - \frac{2\rho g}{3} \]三、实验仪器1. 落球法粘滞系数测定仪2. 螺旋测微器3. 游标卡尺4. 秒表5. 温度计6. 液体样品四、实验步骤1. 将待测液体倒入粘滞系数测定仪的容器中，确保液体表面平整。
2. 使用游标卡尺测量球形物体的直径d，并计算半径r。
3. 将球形物体轻轻放入液体中，使其自由下落。
4. 使用秒表测量小球从开始下落到到达收尾速度所需的时间t。
5. 重复步骤3和4，至少测量三次，以减小误差。
6. 使用温度计测量液体的温度，以便根据温度修正粘滞系数。
7. 计算小球收尾速度v0和液体粘滞系数η。
五、实验结果及数据处理1. 记录实验数据，包括球形物体的半径r、液体温度t、下落时间t、重力加速度g等。
粘滞系数_精品文档
粘滞系数简介粘滞系数是指液体在受力作用下流动的阻力大小，也可以理解为液体的黏稠度。
粘滞系数常用来描述液体的流动性质，可以用来研究液体在管道、河流等流体力学系统中的流动行为。
在工程和科学领域中，粘滞系数对于流体力学、材料科学以及地球科学等领域的研究非常重要。
定义粘滞系数通常用希腊字母μ（mu）表示，单位是帕斯卡秒（Pa·s）。
粘滞系数是通过斯托克斯实验方法测定的，该实验方法是由物理学家乔治·斯托克斯于19世纪提出的。
测定方法斯托克斯实验斯托克斯实验是通过观察液体在受重力作用下下落的速度，来计算粘滞系数。
实验装置通常是一个液体柱，液体从柱中自由落下，然后通过测量液体下落的速度来计算粘滞系数。
斯托克斯实验适用于粘度较小的液体，比如水。
翁氏法翁氏法是另一种测定粘滞系数的常用方法。
该方法通过在一定的温度下，将待测液体注入一个粘滞度计，在粘滞度计中，液体会经过一定长度的管道，在经过管道时会产生一定的阻力。
通过测量流过管道的流体的体积和时间，可以得到液体的粘滞系数。
应用粘滞系数在许多领域都有广泛的应用。
工程领域在工程领域中，粘滞系数可以用来研究液体在管道、泵等流体传输系统中的流动行为。
通过研究粘滞系数，可以选择合适的液体以及优化系统参数，提高流体传输的效率。
材料科学在材料科学中，粘滞系数对于液体的加工和流变性质非常重要。
通过研究粘滞系数，可以预测液体在加工过程中的性能和流变行为，并选择合适的加工方法。
地球科学在地球科学中，粘滞系数可以用来研究地球内部的岩石物质的流动性质。
通过研究粘滞系数，可以深入了解地球内部的岩浆运动和地壳运动等现象。
影响因素粘滞系数受到多种因素的影响，包括温度、压力、液体类型等。
温度温度是粘滞系数的重要影响因素之一。
一般来说，温度升高会导致液体的粘滞系数下降，使得液体更加流动。
这是因为在较高温度下，液体中分子的运动速度增加，分子之间的相互作用力减弱。
压力压力也会对粘滞系数产生影响。
实验4落球法测量液体的粘滞系数
实验4 落球法测量液体的粘滞系数液体粘滞系数又叫内摩擦系数或粘度，是描述流体内摩擦力性质的一个重要物理量，它表征流体反抗形变的能力，只有在流体内存在相对运动时才表现出来。
液体在管道中的传输、机械润滑油的选择、物体在液体中的运动等与都与液体的粘滞系数有关。
液体粘滞系数可用落球法，毛细管法，转筒法等测量方法，其中落球法适用于测量粘滞系数（以下简称η）较高的液体。
η的大小取决于液体的性质与温度，温度升高η值将迅速减小。
如蓖麻油在室温附近温度改变1℃时η值改变约10%。
因此，测定液体在不同温度η值才有意义，欲准确测量液体的粘滞系数，必须精确控制液体温度。
1 [实验目的]1.1 观察液体的内摩擦现象，学会用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数。
1.2 了解PID 温度控制的原理。
1.3练习用停表计时，用螺旋测微器测直径。
2 [实验仪器]变温粘度仪，ZKY -PID 温控实验仪，停表，螺旋测微计，钢球若干。
3 [仪器介绍]3.1落球法变温粘度仪变温粘度仪的外型如图11-1所示。
待测液体装在细长的样品管中，能使液体温度较快的与加热温达到平衡，样品管壁上有刻度线，便于测量小球下落的距离。
样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。
底座下有调节螺钉，用于调节样品管的铅直。
3.2开放式PID 温控实验仪温控实验仪包含水箱，水泵，加热器，控制及显示电路等部分。
温控试验仪内置微处理器，带有液晶显示屏，具有操作菜单化，能根据实验对象选择PID 参数以达到最佳控制，能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实际值，能存储温度及功率变化曲线，控制精度高等特点。
开机后，水泵开始运转，显示屏显示操作菜单，可选择工作方式输入序号及室温，设定温度及PID 参数使用▲▼键选择项目，▲▼键设定参数，按确认键进入下一屏，按返回键返回上一屏。
进入测量界面后，屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号，设定温度，初始温度，当前温度，当前功率，调节时间等参数。
粘滞系数的测定
实验原理
当小球在液体内下落时，因为和r是一定的，故阻力将 随下落速度的增大而增大。最后必将达到重力、浮力、阻力 三者的合力为零。此后小球就以速度0作匀速运动，即
D
f重f浮f阻=0
4 3 4 3 r g r 1 g 60 r 0 3 3
2 1 2 gr 9 0
2
1
式中D为容器的内直径；d为钢球的直径；t 为小球下落的时间；l为小球下落的距离。此公 式仍未把容器的底与液体的表面这种边界对实 验的影响考虑在内，在我们的实验中忽略不计。
实验内容
1. 取散颗较圆的小钢球，用螺旋测微计测量其直径d 每颗小球至少测取3次数据，然后分别算出平均值 （编号分别为d1、d2、d3）待用。
液体粘滞系数随温度的变化而变化，因此测 量中不要用手摸量筒。
在观察小钢球通量筒标志线时，要使视线 水平，以减小误差。
4. 用钢直尺测出两根蓝线间距离l，求出平均值。 用比重计测出蓖麻油的密度1。小钢球的密度 由实验室给定。各量测完后再用温度计测蓖麻油 的温度。
数据表格
注意事项
筒内油须长时间的静止放置，以排除气泡， 使液体处于静止状态。实验过程中不可捞取 小球，不可搅动。 将小钢球在液体中浸一下，然后用镊子把小 钢球沿量筒中心轴线近液面处自由落下。
2. 用夹子夹住小钢球先在油中浸润，然后在圆筒轴线 并靠近液面处释放小球，用停表测出小球匀速下落 经过两根蓝线间的距离l 所需要的时间t，则0=l/t （用五个小球分别测量)。每个小球下落6次，测6个 t取平均，然后再做另一个球，直到把3个球做完。
实验内容
3. 用游标卡尺测量圆筒的内径D共3次，取平均值。
大学物理实验
粘滞系数的测定
实验报告粘滞系数测定
一、实验目的1. 了解粘滞系数的概念及其在工程和科学领域中的应用。
2. 掌握测量液体粘滞系数的实验原理和方法。
3. 熟悉奥氏粘度计的使用方法，提高实验操作技能。
二、实验原理粘滞系数是表征液体粘滞性的物理量，其大小与液体的性质和温度有关。
在实验中，我们采用奥氏粘度计测定液体的粘滞系数，其原理基于斯托克斯公式。
当小球在液体中做匀速运动时，受到的粘滞阻力与重力、浮力达到平衡。
根据斯托克斯公式，小球所受到的粘滞阻力F为：F = 6πηrv其中，η为液体的粘滞系数，r为小球的半径，v为小球的速度。
实验中，通过测量小球在液体中下落的时间，可以计算出粘滞系数。
根据斯托克斯公式，小球达到收尾速度v0时的速度v0为：v0 = √(2gr/9η)其中，g为重力加速度，L为小球下落的距离，t为小球下落的时间。
三、实验仪器1. 奥氏粘度计2. 铁架3. 秒表4. 温度计5. 小球6. 液体（实验用）四、实验步骤1. 将奥氏粘度计固定在铁架上，调整至水平状态。
2. 将待测液体倒入粘度计的筒中，注意液体的高度不要超过筒的最大刻度。
3. 将小球放入筒中，用秒表测量小球从筒底到筒顶所需的时间t。
4. 记录实验温度，并计算粘滞系数η。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算小球下落的平均速度v = L/t。
2. 根据斯托克斯公式，计算粘滞系数η = 2grv0/9。
六、实验结果与分析1. 通过实验，测量得到小球下落的平均速度v和实验温度。
2. 根据斯托克斯公式，计算出粘滞系数η。
3. 对实验数据进行误差分析，讨论实验结果与理论值之间的差异。
七、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了测量液体粘滞系数的原理和方法。
2. 奥氏粘度计是一种常用的测量液体粘滞系数的仪器，具有操作简便、测量精度高等优点。
3. 在实验过程中，我们注意了实验操作规范，保证了实验结果的准确性。
八、实验心得1. 在实验过程中，我们要严格遵守实验操作规程，确保实验安全。
实验二 用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数
116实验二 用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数一、实验目的1． 会一种测定液体粘滞系数的方法 2． 会测距显微镜的使用二、实验仪器及用具盛有甘油的玻璃圆筒、小球、停表、读数显微镜、镊子、温度计三、实验原理当液体在流动时，可看做各液层以不同的速度作相对运动，快的一层给慢的一层拉力，慢的一层给快的一层阻力，这一对切向力称为内摩擦力。
由实验知：内摩擦力f 与它分布的面积s 和该处的速度梯度∆v ／∆z (表沿垂直于速度方向每单位长度的速度变化)成正比。
即： zsf ∆∆∆=vη (2-1) 式中∆v ＝ v 1-v 2，表示相差∆z 的两液层的速度差，如图6-1所示。
比例系数随液体的性质和温度而定，叫做内摩擦系数(或粘滞系数)。
在C.G.S 制中，η的单位叫做泊。
落到粘滞液体中的固体小球受到三个力的作用：重力、浮力和内摩擦力。
如果小球甚小，它下落的速度也很小，而且液体在各方面都是无限广阔的，斯托克斯指出：内摩擦阻力为v r f πη6= (2-2)此处η是液体的粘滞系数，v 是小球的下落速度，r 是小球的半径。
当小球在液体中下落时，所受的三个力都在铅直方向，重力向下，浮力和阻力向上，且阻力随小球运动速度的增加而增加，小球达到某一定速度时，这三力之和等于零。
这时小球因惯性而以不变的速度v 0作匀速运动，在此情况下：063434303=--0v g g r r r πηρπρπ (2-3) 此处ρ0是小球的密度。
ρ是待测液体的密度，g 是重力加速度，由(6-3)式可得：20092r g v ρρη-= (2-4)因为液体总是装在容器里的，所以要小球在无限广阔的液体中下落，实际上不可能实现。
如果小球沿着半径为R 园筒形容器的轴下落，那么考虑到器壁的存在，(6-4)式就应为①200)4.21(92r Rr g v +-=ρρη (2-5)在这个公式里，仍未计入容器的底部及液体上表面的影响，因为我们研究的是小球在容器中部下落的情形，故这两个液体边界对小球速度的影响可以忽略。
测定液体的粘滞系数的原理
测定液体的粘滞系数的原理
测定液体的粘滞系数是通过测量液体在受力下的流动行为来进行的。
其中一个常见的方法是使用粘度计。
粘度计通常由一个容器和一个旋转的圆柱形物体组成，被称为旋转圆柱或转子。
在测量过程中，液体被置于容器中，并且转子被部分浸入液体中。
当转子开始旋转时，液体会随着转子的运动而流动。
液体的粘滞系数与转子的旋转速度以及液体的流动行为有关。
通常情况下，液体越粘稠，转子旋转的阻力就越大。
根据流体力学定律，液体的粘滞系数可以通过测量旋转圆柱所受到的阻力和液体的流动速度来计算。
具体的测量方法可能会因粘度计的类型而有所不同。
有些粘度计使用转子的旋转速度和液体的流动速度来计算粘滞系数，而其他粘度计则使用不同的原理进行测量。
常见的粘度计类型包括旋转粘度计、滴定粘度计和管道粘度计等。
需要注意的是，不同液体的粘滞系数可能会有很大差异，且可能会随着温度和压力的变化而变化。
因此，在进行粘滞系数测量时，需要考虑这些因素的影响，并进行相应的修正和调整。
测量粘滞系数实验注意事项
测量粘滞系数实验注意事项测量粘滞系数是一个常见的实验。
下面是一些实验中需要注意的事项：1. 保持实验室环境稳定：实验室应处于恒定的温度和湿度条件下，以避免外部因素对实验结果的影响。
2. 准备实验材料：在进行实验之前，需要准备好所需的实验材料，包括测量设备、实验样品和标准物质。
3. 样品制备：根据实验要求，将样品制备成适当的形式，以便于实验测量。
例如，对于液体样品，可以将其倒入测量容器中；对于固体样品，可以将其剪切成所需的形状。
4. 按照实验设计进行测量：根据实验要求，选择合适的测量设备和测量方法进行实验。
在测量过程中，要注意避免外界干扰，如振动、电磁辐射等。
5. 确保测量准确性：在进行测量之前，要校准使用的测量设备，以确保其准确性。
同时，要注意实验操作的规范性和准确性，避免人为误差对结果的影响。
6. 进行多次重复测量：为了提高实验结果的可靠性和准确性，应进行多次重复测量，并取平均值作为最终结果。
7. 控制实验条件：在进行实验时，要注意控制实验条件的一致性。
例如，保持测量温度、压力等参数的稳定，避免因这些因素的变化对测量结果的影响。
8. 注意安全防护：在进行实验时，要注意安全操作。
例如，避免接触有毒、易燃物质；佩戴适当的防护装备，如实验手套、护目镜等。
9. 实验结果的处理和分析：在完成实验后，应对实验结果进行数据处理和分析。
可以使用适当的数学模型来拟合实验数据，计算粘滞系数等参数。
10. 记录实验过程和结果：实验过程和结果应进行详细的记录，包括实验条件、测量数据和分析结果。
这些记录有助于后续的实验验证和结果复现。
总之，进行粘滞系数的测量实验时，需要严格遵循实验要求和操作规范，保持实验条件的一致性，并注意实验安全。
通过合理的实验设计和准确的测量，可以得到可靠和准确的实验结果。
粘滞系数的测定.ppt
应让针沿圆筒中心轴线下落。
落针过程中，针应保持竖直状态。 用取针装置将针拉起悬挂在容器上端后， 由于液体受到扰动，处于不稳定状态，应 稍待片刻，再进行测量。 取针装置将针拉起并悬挂后，应将取针装 置上的磁铁旋转，离开容器以免对针的下 落造成影响。 建议实验者先在复位后用计停键手动测量 落针时，然后用霍尔探头作自动测量，训 练实验技巧。 取针和投针时均需小心操作，以免把仪器 本体弄倒，打坏圆筒容器 。
2 2 gr 9
0
r v0( 12 .4 ) R
计算粘滞系数η及不确定度（数 据表格自拟）。
实变 验温 二粘 滞 系 数 的 测 定
仪器介绍
实验步骤（点击播放）
实 验 内 容
加热液体：接通控温系统的电源，安下控温按钮，启动 水泵，将温度控制器编码开关调到某一温度，（例如高 于室温）对待测液体水浴加热，到达设定温度后，红色 指示灯亮进行保温，由于热惯性，需待一段时间后，才 能达到平衡，计下容器中酒精温度计的读数（此为液体 温度）。 控温机箱上的数显表显示“ PH-2”，霍尔传感器上的 LED灯亮。 按控温机箱上的复位键，显示“PH-2”，表示已经进入 复位状态。 按“2”键，“H“或”L“表示毫秒计进入计时待命状 态。 将投针装置的磁铁拉起，让针落下，稍待片刻，数显表 显示时间（ms），按A键提示修改参数，第一次显示落 针的有效密度，第二次显示蓖麻油的有效密度，第三次 按A键显示该设定温度下的液体粘滞系数。 用取针装置将针拉起，重复测量。 实验者还可用多功能计时器上的“计停”键，启动电子 秒表功能，测定下落的时间，与上述记时进行核对。 设定其它温度，继续加热液体，测定该温度下液体的粘 滞系数，做粘滞系数与温度的曲线。
粘滞系数的测定实验报告
粘滞系数的测定实验报告一、引言粘滞系数是流体力学中的一个重要参数，它描述了流体流动时的黏性特性。
粘滞系数的测定对于研究流体的性质以及流体力学现象有着重要的意义。
本实验旨在通过测定不同流体的流动速度和施加的力的关系，来确定流体的粘滞系数。
二、实验装置与原理实验所需的装置主要包括流体槽、流体注射器、流速计和测力计。
实验中使用的流体为水和甘油。
流体槽中设置了流速计，可以测量流体的流动速度。
测力计用于测量施加在流体上的力。
根据流体力学的基本原理，流体的粘滞系数可以通过测量流体流动速度和施加的力来确定。
当流体在流体槽中流动时，流速计会测出流体的流动速度，测力计会测量施加在流体上的力。
通过改变流体注射器的开度，可以调节流体的流动速度。
三、实验步骤及数据处理1. 准备工作：将流体槽放在水平台面上，调整好流速计的位置，并将测力计固定在流体槽的一侧；2. 清洗流体槽：用适量的水清洗流体槽，确保流体槽内干净无杂质；3. 测量流体粘滞系数：首先将流体槽注满水，调整流体注射器的开度，使得流动速度适中。
然后记录下流动速度和施加的力，记录多组数据以提高准确性。
重复以上步骤，将流体槽注满甘油，测量不同浓度的甘油的流动速度和施加的力；4. 数据处理：根据测得的流动速度和施加的力，计算出不同流体的粘滞系数。
使用适当的公式，根据测得的力和流动速度的关系，绘制出力与速度的曲线。
根据数据曲线的斜率，可以得到流体的粘滞系数。
四、结果与讨论经过实验测量和数据处理，得到了水和甘油的粘滞系数。
根据实验数据计算得到的粘滞系数与理论值相比较，结果表明实验测量值与理论值基本吻合。
这说明实验测定粘滞系数的方法是可靠有效的。
通过实验我们还可以观察到不同流体的粘滞性质不同。
水的粘滞系数较小，流动性较好，而甘油的粘滞系数较大，流动性较差。
这与我们平时的观察和经验是相符合的。
实验中可能存在的误差主要来自于仪器的精度以及实验环境的影响。
为了减小误差，我们在实验中尽量保持流体槽的水平，确保测量的准确性。
粘滞系数实验报告
一、实验目的1. 理解粘滞系数的概念及其在流体力学中的应用。
2. 掌握用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法。
3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理粘滞系数（η）是表征流体粘滞性的物理量，其数值越大，表示流体粘滞性越强。
落球法是一种常用的测量液体粘滞系数的方法，其原理如下：当一球形物体在液体中匀速下落时，物体所受的粘滞阻力F与物体运动速度v、半径r以及液体的粘滞系数η有关，具体关系为：F = 6πηrv其中，ρ为液体的密度。
当物体在液体中匀速下落时，物体所受的粘滞阻力与重力mg、浮力f相等，即：F = mg - f将上述两个等式联立，得到：6πηrv = mg - f由阿基米德原理，物体所受浮力f为：f = ρvg其中，v为物体体积。
将f代入上述等式，得到：6πηrv = mg - ρvg整理得：η = (mg - ρvg) / (6πrv)根据斯托克斯公式，当r >> d（d为特征长度，如毛细管直径、球直径等）时，物体所受的粘滞阻力F与物体运动速度v、半径r及液体粘滞系数η的关系为：F = 6πηrv将斯托克斯公式代入上述等式，得到：η = (mg - ρvg) / (6πrv) = (mg - ρvg) / (6πr^2)整理得：η = (mg - ρvg) / (6πr^2)三、实验仪器与材料1. 落球法实验装置：包括玻璃圆筒、钢球、秒表、螺旋测微器等。
2. 液体：待测液体（如食用油、洗洁精、洗衣液等）。
3. 温度计：用于测量液体温度。
四、实验步骤1. 将待测液体倒入玻璃圆筒中，记录液体高度h。
2. 使用螺旋测微器测量钢球的直径d，并计算钢球的半径r = d/2。
3. 将钢球轻轻放入液体中，开始计时，记录钢球通过液体高度h所需时间t。
4. 重复上述步骤多次，记录不同高度下的时间t。
5. 计算钢球通过液体高度h的平均速度v = h/t。
6. 根据斯托克斯公式，计算液体的粘滞系数η。
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图（13—1） 如图13－1所示，若让小球自由下落，落入液体后，小球受到三个力的作用，即浮力ρ 0Vg ，重力mg, 粘滞力f。其中V为小球体积，ρ0为液体密度，m为小球质量，开始时小球下落速度较小，因而粘滞 力f也较小，小球作加速运动。随着小球运动速度v的增加，粘滞力f也增加，当速度达到一定大小时， 作用在小球上各力达到平衡，在平衡时有： mg = 6πηrv + ρ 0Vg （3） 此后小球将作匀速运动，由上式可得： (m ρ 0V ) g η= （4） 6πrv 若将代入式（4），整理得 η =
图（13-2）
比重计是生产中广泛用来测量液体密度的仪器。它是根据阿基米德原理 来测量液体密度的，其外形及构造如图13－2所示。一中空的封闭玻璃园柱体， 其底部园球内放有铅丸，上部细管标有刻度线。测量时把它放入待测液体， 待测液体的密度由与液面接触的那条刻度线读出。使用时应注意：根据测量 要求的精度及测量范围，选用适当的比重计；要仔细清洗干净；用两指拿住 比重计的管上端，把它慢慢地放到液体中，待液面浸没至管与液体密度相应 的那条分度线时（最好约高3～5ｍｍ），再松开手，使它在自身重量的作用 下自由漂浮，以免松手时比重计沉底被打破，也避免管上被液体浸湿而增加 比重计的质量，造成测量上不必要的误差。
实验13 液体粘滞系数的测定
［实验目的］ 1．观察内摩擦现象；根据斯托克斯定 律用落球法测定液体的粘滞系数。 2．熟悉基本测量仪器（如游标卡尺、 螺旋测微计、秒表、物理天平等）的使 用。
一切实际流体，当其相邻两流层各以不同的定向速度运动时,由于流体 分子之间的相互作用，就会产生平行于接触面的切向力。运动快的流 层给运动慢的流层以加速力f′，运动慢的流层则对运动快的流层施以 阻滞力f，这一对力称为内摩擦力（或粘滞力）。实验证明，对给定的 流体粘滞力f与两层间的接触面积Ｓ及该处垂直于Ｓ方向上的速度 梯度dv/dy成正比，且运动方向相反，即有关系式
dv f = η S dy
［实验原理］
一个小球在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种阻力即为粘滞力， 是由于粘附在小球表面的液层与邻近液层的摩擦而产生的。在均匀的无限广延的液体中，若液体的 粘滞性较大，小球的半径很小，而且在运动过程中不产生涡流的情况下，则根据斯托克斯定律小球 受到的粘滞力为： f=6πηrv （2） 式中η为粘滞系数，它不仅与液体本身的性质有关，并且与温度有关；r是小球半径，v是小球的运 动速度。从上式可知，阻力f的大小和物体运动的速度成正比。
(m
（5） 实验中，小球是在内半径为Ｒ的量筒内下落，因而要考虑容器内壁对结果的影响。所以（5）式应 加上一个修正值，经过修正后， 4 ( m πr 3ρ 0 ) g （6） 3
η= 6πrv (1 + 2.4 r ) R
4 3 πr ρ 0 ) g 3 6πrv
［实验仪器］
实验装置主要是一个盛有待测油的玻璃量筒，在量筒的上、下部各有一 环线标志Ｎ1和Ｎ2，它们之间的距离为ｌ（Ｎ1距液面、Ｎ2距筒底的距离均 应不小于7～8cm），如图13－1所示。
［数据处理与分析］
如忽略（5－7）式分母中修正项的误差， 有
Uη = ( m + Vρ0 m Vρ 0 )2 + ( l 2 t 2 d 2 ) +( ) +( ) l t d
其中：
Vρ0 = Vρ 0 (3 d 2 ρ0 2 ) +( ) d ρ0
［注意事项］
1．为保证小球洁净，测过质量和直径的小 球，须用有机溶剂（乙醚和酒精的混合液） 清洗，再用滤纸吸干残液待用，不可再用 手触摸。 2．液体的粘滞系数随温度变化显著，测量 小球下落时间的实验过程应尽可能短。在 实验中不要用手触摸量筒。 3．实验过程中油应保持静止，注意油中应 无气泡存在，否则小球下落必受影响。 4．量筒应铅直放置，使小球沿筒的中心线 下降。
预习思考题
1．量筒外标线Ｎ1是否可在液面位置？为什么？ 2．液体的粘滞系数和哪些因素有关？如果在实验时室温 有变化对小球的下落速度有何影响？ 3．试由式（6）分别导出粘滞系数在厘米.克.秒单位制和 国际单位制中的单位。
讨论题
1．若小球在下落过程中，球表面附有小气泡，则将使测 出的η值偏大还是偏小？ 2．本实验若换用较小半径或密度更大的小球，它们下落 的最终速度会如何变化？ 3．试分析选用不同密度和不同半径的小球作此实验时， 对实验结果的影响变化如何？ 4．如何判断小球已进入匀速运动状态？如何用实验方法 确定？
（1） 式中η称为粘滞系数（单位名称为帕秒，符号Pas)。 不同流体具有不同的粘滞系数，同一种流体在不同温度下其η值变化 也很大。例如蓖麻油当温度从18°Ｃ上升到40°Ｃ时粘度几乎降到原来 的1/4。 液体的粘滞系数是粘滞流体的主要动力学参数，也是液态物质的重要 物理、化学指标之一。精确测定粘滞系数不仅具有实用意义，而且可 以对许多学科的理论研究提供重要的依据。液体粘滞系数测定的方法 有多种，常用的有毛细管法、落球法和园筒旋转法等。通过本实验还 可以对实验技能得到多方面的训练。