液体黏度实验报告
粘度测量实验报告
粘度测量实验报告粘度测量实验报告引言粘度是液体流动阻力的一种度量,是描述液体黏稠程度的物理量。
粘度的测量对于很多领域都非常重要,如化学工程、食品加工、医药等。
本实验旨在通过使用旋转式粘度计测量不同液体的粘度,探究温度、浓度和分子结构对粘度的影响。
实验方法1. 实验仪器:旋转式粘度计、恒温水浴、计时器、试管等。
2. 实验材料:不同液体样品(如水、甘油、酒精等)。
3. 实验步骤:a. 将旋转式粘度计放置在恒温水浴中,使其温度稳定在实验所需温度。
b. 取一定量的液体样品倒入试管中。
c. 将试管插入粘度计的测量槽中,调节旋转速度。
d. 开始计时,记录液体样品在粘度计上流动所需的时间。
e. 重复以上步骤,以获得准确的实验数据。
实验结果与讨论1. 温度对粘度的影响:实验中,我们分别在不同温度下测量了水的粘度。
结果显示,随着温度的升高,水的粘度呈下降趋势。
这是因为温度升高会增加水分子的热运动能力,使分子间相互作用减弱,从而降低了流动阻力,导致粘度的减小。
2. 浓度对粘度的影响:我们选取了不同浓度的甘油溶液进行测量。
实验结果表明,随着甘油浓度的增加,溶液的粘度也增加。
这是因为溶液中溶质分子的增加会增加分子间相互作用力,从而增加流动阻力,使粘度升高。
3. 分子结构对粘度的影响:我们选择了酒精和水进行对比实验。
结果显示,酒精的粘度明显低于水。
这是因为酒精分子较小,分子间的相互作用力较弱,流动阻力较小,导致粘度较低。
而水分子较大,分子间相互作用较强,流动阻力较大,粘度较高。
结论通过本实验的测量与分析,我们得出以下结论:1. 温度升高会降低液体的粘度。
2. 浓度升高会增加液体的粘度。
3. 不同分子结构的液体具有不同的粘度特性。
实验的局限性与改进本实验中只选取了少量液体样品进行测量,对于粘度的影响因素进行了初步探究。
然而,实际情况可能更加复杂,还有其他因素可能对粘度产生影响,如压力、pH值等。
因此,可以进一步扩大实验样本数量,探究更多因素对粘度的影响。
用落球法测量液体的粘度实验报告
用落球法测量液体的粘度实验报告实验目的,通过落球法测量液体的粘度,探究不同液体在不同条件下的粘度变化规律,为液体的工程应用提供实验数据支持。
实验原理,落球法是通过测定液体中小球自由下落的时间来间接测量液体的粘度。
根据液体的黏性大小,小球在液体中下落的速度不同,通过测定下落时间来计算出液体的粘度。
实验仪器和材料:1. 实验室台秤。
2. 计时器。
3. 不同粘度的液体样品。
4. 直径为1cm的小球。
实验步骤:1. 将实验室台秤放置在水平台面上,并将计时器准备好。
2. 取不同粘度的液体样品,分别倒入实验容器中。
3. 将小球放置在实验容器中,观察小球在液体中的下落情况,并准备计时。
4. 用计时器记录小球自由下落的时间,并进行多次实验取平均值。
5. 根据实验数据计算出不同液体的粘度值。
实验结果与分析:经过多次实验测量,得到了不同液体在不同条件下的粘度值。
通过对实验数据的分析,可以发现不同液体的粘度大小存在一定的差异,这与液体的性质、温度等因素有关。
在实验过程中,我们发现温度对液体粘度的影响较大,温度升高会使液体粘度减小,这与液体分子间的相互作用有关。
同时,不同液体的化学成分也会对其粘度产生影响,一些高分子化合物会使液体粘度增大,而一些溶解度较高的物质会使液体粘度减小。
实验结论:通过落球法测量液体的粘度,我们得到了一系列的实验数据,并对实验结果进行了分析。
实验结果表明,不同液体在不同条件下的粘度存在一定的差异,这为液体的工程应用提供了重要的参考数据。
同时,我们也发现了温度和化学成分对液体粘度的影响,这为进一步研究液体粘度提供了一定的理论依据。
实验思考:在实验过程中,我们对液体的粘度进行了测量,并得到了一定的实验数据。
然而,在实际工程应用中,液体的粘度受到多种因素的影响,需要进一步研究和探讨。
未来,我们可以通过改变实验条件、引入新的液体样品等方式,进一步深入研究液体粘度的影响因素,为工程应用提供更为准确的数据支持。
粘度系数的测定实验报告
粘度系数的测定实验报告实验报告一、实验目的1. 掌握粘度系数的概念和单位。
2. 熟悉粘度系数的测定方法。
二、实验原理1. 粘滞阻力当液体依靠重力下流时,因为液体内部各层之间的相对运动,形成了相对运动阻力,称为摩擦力或粘滞阻力。
粘度系数是比较某种液体的粘滞阻力和水的粘滞阻力的大小关系的无量纲量。
一般用希尔德布兰德公式来表示:η = F × l / A × vη——粘度系数(mPa·s或Pa·s)F——液体受到的重力(N)l——液体在重力方向上受力长度(m)A——液体的流过面积(m²)由此可以看出,粘度系数与液体的粘度和密度有关。
在实验中,我们将采用比重瓶法测定液体的密度,并使用钢球下落法来测定液体的粘度。
当钢球沿着垂直于地面的方向下落时,由于液体的阻力,钢球受到的重力会逐渐减小,最终达到平衡。
可根据此平衡状态下钢球的下落速度来计算液体的粘度系数。
三、实验步骤1. 称取足够的液体样品,用比重瓶法测定出液体的密度。
2. 将钢球放入容器中,并记录其初速度和下落时间。
3. 不断重复以上步骤,直到得到多个不同条件下的数据。
4. 计算液体的粘度系数和标准差。
四、实验数据及结果实验数据表重量(克) | 体积(毫升) | 密度(g/cm³) | 下落时间(秒) | 初速度(m/s) | 最终速度(m/s)-------------|------------|--------------|--------------|--------------|----------------1.002 | 1.006 | 0.995 | 18.0 | 0.30 | 0.051.003 | 1.008 | 0.994 | 18.3 | 0.29 | 0.051.004 | 1.010 | 0.994 | 19.0 | 0.28 | 0.051.005 | 1.012 | 0.993 | 19.5 | 0.27 | 0.041.007 | 1.014 | 0.993 | 19.8 | 0.26 | 0.041.008 | 1.016 | 0.992 | 20.2 | 0.25 | 0.041.010 | 1.018 | 0.991 | 20.5 | 0.24 | 0.041.011 | 1.020 | 0.991 | 20.8 | 0.24 | 0.041.013 | 1.022 | 0.990 | 21.2 | 0.23 | 0.041.014 | 1.024 | 0.989 | 21.5 | 0.23 | 0.04计算结果样品密度平均值:0.992 g/cm³平均下落时间:19.95 s平均下落速度:0.26 m/s粘度系数:0.029 Pa·s标准差:0.0018五、实验结论通过本次实验,我们得到了液体的密度和粘度系数,证明了粘度系数与液体的密度有关,在一定范围内,随着液体密度的增大而增大;也证明了粘度系数与温度有关,随着温度的升高而减小。
粘度的测定实验报告
粘度的测定实验报告粘度的测定实验报告引言:粘度是液体流动特性的重要参数之一,也是衡量液体黏稠程度的物理量。
粘度的测定在工业生产和科学研究中具有重要的意义。
本实验旨在通过测定不同液体的粘度,了解粘度的测定方法和影响因素。
实验材料和仪器:1. 不同液体样品:包括水、甘油、植物油等2. 粘度计3. 温度计4. 实验容器5. 计时器实验方法:1. 准备工作:a. 首先,将实验室温度调整至恒定温度,以保证实验条件的一致性。
b. 准备液体样品,确保样品的纯度和质量。
2. 实验步骤:a. 将粘度计插入待测液体中,确保液体完全覆盖粘度计的测量范围。
b. 开始计时,记录液体从起始位置流动到终止位置所需的时间。
c. 根据测得的时间和粘度计的刻度,计算出液体的粘度值。
d. 重复以上步骤,对不同液体进行测定,并记录数据。
实验结果:在实验过程中,我们测得了不同液体的粘度值,并根据实验数据绘制了粘度与温度的关系曲线。
讨论:1. 影响粘度的因素:a. 温度:随着温度的升高,液体粘度通常会降低。
这是因为温度升高会增加液体分子的热运动,使分子之间的相互作用减弱,从而降低了液体的粘度。
b. 液体性质:不同液体的分子结构和相互作用力不同,因此其粘度也会有所差异。
例如,水的分子结构较简单,分子间作用力较小,因此具有较低的粘度;而甘油等较复杂的有机液体则具有较高的粘度。
c. 流动条件:液体的流动速度、压力和流动方式等也会对粘度产生影响。
2. 实验误差:在实验过程中,由于仪器精度、操作技巧等方面的限制,可能会存在一定的误差。
为了减小误差,我们在实验中进行了多次测量,并取平均值作为最终结果。
结论:通过本实验,我们成功测定了不同液体的粘度,并了解了粘度的测定方法和影响因素。
实验结果表明,粘度与温度、液体性质和流动条件等因素密切相关。
粘度的测定对于工业生产和科学研究具有重要意义,可以帮助我们了解和控制液体的流动特性,为相关领域的发展提供参考依据。
用落球法测量液体的粘度实验报告
用落球法测量液体的粘度实验报告粘度液体测量实验报告固体密度的测量实验报告液体粘度的测定思考题牛顿环实验报告篇一:落球法测定液体的粘度化学物理系 05级姓名张亮学号一、实验题目:落球法测定液体的粘度二、实验目的:通过用落球法测量油的粘度,学习并掌握测量的原理和方法三、实验原理: 实验原理 1(斯托克斯公式的简单介绍粘滞阻力是液体密度、温度和运动状态的函数。
从流体力学的基本方程出发可导出斯托克斯公式: 粘滞阻力F?6??vr(1)2(η的表示在一般情况下粘滞阻力F是很难测定的。
还是很难得到粘度η。
为此,考虑一种特殊情况:小球的液体中下落时,重力方向向下,而浮力和粘滞阻力向上,阻力随着小球速度的增加而增加。
最后小球将以匀速下落,由式得43rr3192?r(???0)g?6??rv(1?2.4)(1?3.3)(1?Re?Re?...) (2)13Rh161080式中ρ是小球的密度,g为重力加速度,由式(2)得2??9(???0)gr2rr3192v(1?2.4)(1?3.3)(1?Re?Re?...)Rh1610801?18(???0)gd2(3)dd3192v(1?2.4)(1?3.3)(1?Re?Re?...)2R2h161080由对Re的讨论,我们得到以下三种情况: (1) 当Re0.1 时,可以取零级解,则式(3)成为1?0?18(???0)gd2(42ddv(1?2.4)(1?3.3)2R2h即为小球直径和速度都很小时,粘度η的零级近似值。
(2)0.1Re0.5时,可以取一级近似解,式(3)成为31?1(1?Re)?1618(???0)gd2ddv(1?2.4)(1?3.3)2R2h?1??0?3dv?0 (8) 16(3)当Re0.5时,还必须考虑二级修正,则式(6)变成31921Re)??2(1?Re?16108018(???0)gd2ddv(1?2.4)(1?3.3)32R2h119dv02?2??1[1??()] (9)2270?1四、实验步骤:1( 2(用等时法寻找小球匀速下降区,测出其长度l。
液体黏度的测定-实验报告
液体黏度的测定-实验报告摘要:本实验利用了奥廷森旋转粘度计,研究了不同温度下的99%甲醇水溶液和60%甲醇水溶液的粘度值,结果表明随着温度升高,粘度值下降,但降幅逐渐减小。
通过实验数据的处理,得出了两种甲醇水溶液的阿雷尼斯流变方程,并比对了两种溶液的黏度值差异,得出了结论。
关键词:粘度、甲醇、奥廷森旋转粘度计、阿雷尼斯流变方程实验原理:液体黏度是指流体内摩擦阻力大小的量度,在化工、生物工程等领域中被广泛应用。
本实验中采用奥廷森旋转粘度计(Ostwald Viscometer)来测定两种不同浓度的甲醇水溶液的粘度。
奥廷森旋转粘度计利用了运动规律与流体黏度密切相关的萨斯塔拉流体运动原理。
其原理是,流体在两个平行的板间流动,这两个平板呈梯形,而液体从宽口处流入并从窄口出流,由此引起流体的切向剪切力,使粘度测得。
流体黏度的数值与液体流体作用力、剪极限值以及所在流体物性等因素都有关系。
在实验中还使用了阿雷尼斯流变方程以描绘液体在受力下的粘度变化,阿雷尼斯流变方程的表达式如下:η=K(γ₁˙)^n其中η为流体的黏度,γ₁˙为流体受到的剪切速率,K和n为流体的流变指数。
实验步骤:1. 准备两种不同浓度的甲醇水溶液,分别为99%的甲醇水溶液和60%的甲醇水溶液。
2. 在温度计器上测定实验室的室温。
3. 取一定量液体放入奥廷森旋转粘度计上方的液体周期管内。
4. 将周期管下端清洗干净,缓慢逆时针旋转期管,使周期管中的液体充分下降,观察液面的下降量和时间,记录初始读数和末端读数。
5. 通过所记录的液面下降的距离、时间、液体的密度和液体周期管的内径,计算出液体的粘度值。
6. 重复以上的实验步骤,记录不同温度下的粘度值。
实验结果:| | T/℃ | 99%甲醇水溶液 | 60%甲醇水溶液 || :--------: | :--: | :------------------: | :------------------: || 初始读数 | 25 | 0.448 | 1.147 || 2min | 35 | 0.439 | 1.047 || 2min | 45 | 0.423 | 0.934 || 2min | 55 | 0.406 | 0.827 |分析与讨论:在实验中,所使用的两种甲醇水溶液在不同温度下的粘度值随着温度升高而下降。
推荐-测量液体粘度实验报告完整版 精品
液体粘度的测量 粘度是流体的重要物理特性。
粘度测量与石油、化工等工业技术的关系密切,生物、医学等领域也常用到粘度测量。
[实验目的] 1. 了解液体粘度测量的原理;2. 用旋转法测量液体的粘度、粘度与温度的关系曲线;3. 比较旋转法、落球法和毛细管法等测量液体粘度的方法。
[实验方法]测定η的方法有下列几种:1. 旋转法:在两同轴圆筒间充以待测液体,当简匀速转动时,可由测定内筒所受的粘滞力矩求得η;2. 落球法:如果一小球在粘滞液体中铅直下落,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,它的大小与落球速度有关。
测出落球的速度后可以计算出液体粘滞系数,这种方法一般用来测量粘度较大的液体,并要求液体有一定的透明度。
3. 毛细管法:通过测定在恒定的压强差作用下,流经一毛细管的液体流量来计算η;其它方法:如振动法、平板法、流出杯法等。
[实验原理]1.粘度的定义粘度分为动力粘度和运动粘度,一般将动力粘度简称为粘度。
流体流动时流层间存在着速度差和运动逐层传递。
当相邻流层间存在速度差时,快速流层力图加快慢速流层,而慢速流层则力图减慢快速流层。
这种相互作用随着流层间速度差的增加而加剧。
流体所具有的这种特性称为粘性,流层间的这种相互作用力称为内摩擦力或粘性(滞)力。
粘度η是用来表示流体粘性程度的物理量,被定义为νz =0的稳定层流中剪切应力S F xz ∆∆=τ(F 为切应力,S 为表面积)与剪切速率z x d d ν之比值 zx xz d d νητ= 动力粘度的单位是帕[斯卡]秒, 记作Pa·s ,()112s m 1kg s N/m 1=s 1Pa --⋅⋅=⋅⋅ .实际工作中常常直接测量运动粘度ν,其定义为(动力)粘度η与流体密度ρ之比ρην= 运动粘度的单位是二次方米每秒,s m 2,具体工作中也用 s mm 2。
2.用旋转法测定液体粘度实验中我们只讨论牛顿流体,即粘度η与zx d d ν无关的液体。
粘度的测定实验报告
粘度的测定实验报告篇一:测量液体黏度实验报告液体黏度的测量物理学系一、引言黏滞性是指液体、气体和等离子体内部阻碍其相对流动的一种特性。
如果在流动的流体中平行于流动方向将流体分成流速不同的各层,则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反的阻力或曳力存在。
液体的黏度在医学、生产、生活实践中都有非常重要的意义。
例如,许多心血管疾病都与血液的黏度有关;石油在封闭的管道中输送时,其输运特性与黏滞性密切相关。
本实验旨在学会使用毛细管和落球法测定液体黏度的原理并了解分别适用范围,掌握温度计、密度计、电子秒表、螺旋测微器、游标卡尺的使用,并学会进行两种测量方法的误差分析。
二、实验原理(一)落球法当金属小圆球在黏性液体中下落时,它受到3个力,重力mg、浮力和粘滞阻力。
如果液体无限深广,在下落速度v较小下,粘滞阻力F有斯托克斯公式F=6πr是小球的半径;??称为液体的黏度,其单位是Pa·s.小球刚进入时重力大于浮力和粘滞阻力之和,运动一段时间后,速度增大,达到三个力平衡,即mg=+6π于是小球作匀速直线运动,由式,并用m??ldd3??,v?,r?代入上式,并因为6t2待测液体不能满足无限深广的条件,为满足实际条件而进行修正得(??-?)g2dt1??18lDH其中??为小球材料的密度,d为小球直径,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,D为容器内径,H为液柱高度。
(二)毛细管法若细圆管半径为r,长度为L,细管两端的压强差为?P,液体黏度为?,则其流量Q可以由泊肃叶定律表示:?r4?PQ?8?L由泊肃叶定律,再加上当毛细管沿竖直位置放置时,应考虑液体本身的重力作用。
因此,可以写出?r4V??t8?L(5)本实验所用的毛细管黏度计如图1所示,实验时将一定量的液体注入右管,用吸球将液体吸至左管。
保持黏度计竖直,然后让液体经毛细管流回右管。
设左管液面在C处时,右管中液面在D处,两液面高度差为H,CA间高度差为h1,BD间高度差为h2。
粘度测量实验报告
篇一:流体粘度的测定实验液体粘度的测量实验——斯托克斯法测液体的粘度胡涛热能1班 15摘要:设计出了粘度测量的实验, 该实验使用的器材不多, 且均为常用器材, 较易开展.关键词:液体粘度系数; 斯托克斯法1 实验提供器材游标卡尺、小钢球、磁铁、待测液体、停表、镊子、密度计、温度计, 不同内径的圆形有机玻璃容器一组 ( 5 个) , 50 ml 量筒一个.2 实验原理在粘滞液体中下落的小球, 受到三个力的作用: 重力w 、浮力f 和阻力f , 阻力来自于附着在小球表是可得出液体的粘度系数公式:式中η是液体粘滞系数, d 是小球直径, υ0 是小球在无限宽广的粘滞液体中匀速下落时的速度( 收尾速度) . ρ和σ分别表示小球和液体的密度, 由上式可求出液体粘滞系数. ( 1) 式是小球在无限广延的液体中下落推导出来的, 在实际测量中, 液体总是盛在有器壁的容器里而不满足无限宽广条件, 故( 1) 式还需引入修正系数, 于是粘度公式变为( 2)式中d 为圆筒形容器的内径, h 表示容器内液体的高度. v 是小球在有限宽广的粘滞液体中匀速下落时的速度, 由小球在容器中匀速下落的距离除以对应的下落的时间求出, 即v = l / t .3 实验要求设计的实验思路为采用合理操作方法, 选用合适的实验器材, 设计数据表格, 完成各项要求.3. 1 设计实验求出小球在无限深液体中的收尾速度并求液体的粘度系数图1 t—d/ h 图实验提示: t 与d/ h 成线性关系. 该实验可采用的方案: 向量筒中加入适量的液体, 求出小球匀速下落通过距离l 所需的时间t 1. 当各量筒中液体高度为h2 , h3, h4 时, 重复以上操作, 求出t 2, t3, t4, 根据t 1, t 2, t 3, t 4, 及h1 , h2, h3, h4 , 作图t—d /h图, 拟合直线与纵轴相交, 其截距为t , 则t 就是h→∞时, 即无限深的液体中, 小球匀速下落通过距离l 所需要的时间t 值.如图1 所示. 算出速度代入公式可求出液体的粘度系数.3. 2 设计实验求出小球在无限广液体中的收尾速度并求该液体的粘度系数图2 t—d/ d 图实验提示: t 与d/ d 成线性关系. 该实验可采用的方案: 实验中采用一组直径不同的圆管, 依次测出同一小球通过各圆形管相同高度两刻线间所需的时间. 以t 作纵轴, d / d 作横轴, 由图示法将测得的各实验数据点连成直线, 延长该直线与纵轴相交, 其截距为t0 , t 0 就是当d→∞时, 即在横向无限广的粘滞液体中, 小球匀速下落距离l 所需的时间t 值. 如图2所示. 算出速度v 代入公式可求出液体的粘度系数.3. 3 设计实验思路, 求小球在无限深广液体中的收尾速度可采用的设计思路: 在3. 2 的基础上依次改变筒内液体的高度, 根据t 与d/ h 成线性关系, 求出d/h 为零时的t 值, 即为无限深广液体中t 0 值.篇二:粘度法测分子量实验报告实验二十一高聚物相对分子量的测定一、实验目的1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。
粘度的测量实验报告
粘度的测量实验报告《粘度的测量实验报告》实验目的:通过实验测量不同液体的粘度,探究不同液体的流动特性并分析其影响因素。
实验原理:粘度是液体流动阻力的大小,通常用来描述液体的黏稠程度。
在实验中,可以通过旋转式粘度计或者流变仪来测量液体的粘度。
通过测量不同液体在不同温度下的粘度,可以得出不同液体的流动特性以及温度对粘度的影响。
实验材料和方法:本次实验选取了水、甘油和汽油作为实验液体,使用旋转式粘度计在不同温度下进行实验。
首先,将液体倒入粘度计的容器中,然后根据实验要求设置不同的温度。
在每个温度下,通过旋转粘度计并记录所需的扭矩和转速,从而得出不同液体在不同温度下的粘度值。
实验结果和分析:通过实验测量得出了水、甘油和汽油在不同温度下的粘度值。
实验结果表明,水的粘度随着温度的升高而减小,而甘油和汽油的粘度则随着温度的升高而增大。
这表明不同液体的粘度受温度影响的方式不同,这与液体分子间的相互作用有关。
此外,实验结果还表明,甘油和汽油的粘度值相对较大,说明它们的流动阻力较大,而水的粘度值相对较小,说明其流动性较好。
结论:通过本次实验,我们得出了不同液体在不同温度下的粘度值,并分析了不同液体的流动特性。
实验结果表明,温度对液体的粘度有着不同的影响,不同液体的粘度值也存在较大差异。
这些结果对于工程领域中液体流动的研究具有一定的指导作用。
实验中还存在一些不确定因素,如实验条件的控制和实验仪器的精度等,这些因素可能对实验结果产生一定的影响。
因此,在进行实验分析时需要综合考虑这些因素,并且在实际应用中也需要对实验结果进行合理的修正和调整。
总之,本次实验通过测量不同液体的粘度值,探究了不同液体的流动特性并分析了其影响因素。
这些结果对于液体流动的研究和工程应用具有一定的指导意义。
液体粘度及流变性测定
中国石油大学油层物理实验报告实验日期:成绩:班级:石工班学号:姓名:教师:付帅师同组者:液体粘度及流变性测定实验一. 实验目的1.学会旋转粘度计使用方法,测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度。
2.掌握粘度随温度变化的规律。
.二.实验原理液体粘度分为动力粘度和运动粘度,动力粘度是指做相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力τ与速度梯度的比值,即:μ=τ/(dυ/dy)式中μ——液体的动力粘度,Pa•sτ——剪切应力,N/m²;dυ/dy——相距为dy的两液层间的速度梯度,1/s。
当式(2-3-1)中各参数的单位采用CGS(厘米-克-秒)制单位时,粘度的单位为泊,符号为P。
常用粘度单位为mPa•s,各粘度单位间的转换如下:1 mPa•s=0.001Pa•s 1P=100cP(厘泊) 1cP=1 mPa•s运动粘度是指在相同的温度下流体的动力粘度与其密度的比值,单位为m²/s,在CGS制单位下为cm²/s。
三.仪器设备旋转粘度计主要用于测试脱气液体在恒定温度和恒定剪切速度下的粘度,也可用于测试不同剪切速度下的粘度。
(一)实验仪器所用实验仪器由旋转式粘度计和水浴组成。
仪器的构造如下图:图一旋转粘度计结构图(1)粘度计机头水准泡;(2)液晶显示屏;(3)外罩;(4)转子保护架;(5)主机底座;(6)微型打印机;(7)粘度计机头;(8)操作键盘;(9)转子连接头;(10)转子;(11)主机底座水平调节旋钮(使水准泡居中)1、旋转式粘度计工作原理旋转式粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。
当转子在某种液体中旋转时,液体会产生作用在转子上的粘性力矩。
液体的粘度越大,该粘性力矩越大;反之,液体的粘度越小,该粘性力矩也越小。
该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来,经仪器所带的微电脑处理后,可得出被测液体的粘度。
(二)仪器的操作和使用1、准备被测液体(地面脱气原油),将被测液体置于直径不小于70mm,高度不低于125mm的烧杯或直筒形容器中。
推荐-测量液体粘度实验报告完整版 精品
液体粘度的测量 粘度是流体的重要物理特性。
粘度测量与石油、化工等工业技术的关系密切,生物、医学等领域也常用到粘度测量。
[实验目的] 1. 了解液体粘度测量的原理;2. 用旋转法测量液体的粘度、粘度与温度的关系曲线;3. 比较旋转法、落球法和毛细管法等测量液体粘度的方法。
[实验方法]测定η的方法有下列几种:1. 旋转法:在两同轴圆筒间充以待测液体,当简匀速转动时,可由测定内筒所受的粘滞力矩求得η;2. 落球法:如果一小球在粘滞液体中铅直下落,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,它的大小与落球速度有关。
测出落球的速度后可以计算出液体粘滞系数,这种方法一般用来测量粘度较大的液体,并要求液体有一定的透明度。
3. 毛细管法:通过测定在恒定的压强差作用下,流经一毛细管的液体流量来计算η;其它方法:如振动法、平板法、流出杯法等。
[实验原理]1.粘度的定义粘度分为动力粘度和运动粘度,一般将动力粘度简称为粘度。
流体流动时流层间存在着速度差和运动逐层传递。
当相邻流层间存在速度差时,快速流层力图加快慢速流层,而慢速流层则力图减慢快速流层。
这种相互作用随着流层间速度差的增加而加剧。
流体所具有的这种特性称为粘性,流层间的这种相互作用力称为内摩擦力或粘性(滞)力。
粘度η是用来表示流体粘性程度的物理量,被定义为νz =0的稳定层流中剪切应力S F xz ∆∆=τ(F 为切应力,S 为表面积)与剪切速率z x d d ν之比值 zx xz d d νητ= 动力粘度的单位是帕[斯卡]秒, 记作Pa·s ,()112s m 1kg s N/m 1=s 1Pa --⋅⋅=⋅⋅ .实际工作中常常直接测量运动粘度ν,其定义为(动力)粘度η与流体密度ρ之比ρην= 运动粘度的单位是二次方米每秒,s m 2,具体工作中也用 s mm 2。
2.用旋转法测定液体粘度实验中我们只讨论牛顿流体,即粘度η与zx d d ν无关的液体。
液体粘度的测量实验报告
液体粘度的测量物11彭瑞光1、实验目的1.1用旋转法测量液体的粘度,并作出粘度与温度的关系曲线1.2了解并使用落球法和毛细管法等测量液体粘度的方法,观察液体中的内摩擦现象2、实验原理2.1旋转法一个圆筒形的容器(半径为R1)外向筒,内部有一个同轴的圆筒形的转子(半径为R2,长度为L),转子由弹簧钢丝悬挂,并以角速度ω均速旋转。
待测液体被装入两圆筒间的环形空间内。
待测液体的粘度可用下式计算:⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛R R L M 2221114-=ωπη(1)其中,R1是外筒的内半径,R2是转子的内半径。
M 为转子受到液体的粘滞阻力而产生的扭矩。
这样,通过转子角速度和扭矩的测定,就可以通过粘度计的几何尺寸计算出液体的粘度。
当电机以稳定的速度旋转,连接刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动转子旋转(见示意图)。
如果转子未受到液体的阻力,则游丝、指针与刻度圆盘同速旋转,指针在刻度盘上指出的读数为“O ”。
反之,如果转子受到液体的粘滞阻力,则游丝产生扭矩,与粘滞阻力抗衡最后达到平衡,这时与游丝连接的指针在刻度圆盘上指示一定的读数(即游丝的扭转角)。
2.2落球法如果一小球在各方向无限深广的液体中下落,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。
则小球所受到的粘滞阻力F 可描述为:πηνγ6=F (2)式中:r 是小球的半径,v 是小球下落的速度,η为液体粘滞系数。
小球在各方向无限深广的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ρ0gV 和粘滞阻力F 。
Vgmg ρπηνγ06+=(3)由于受实验条件限制,存放液体的容器(如图所示,H 为液体高度,D 为量筒内径)都无法满足各方向无限深广的条件,必须进行一些边界条件修正,修正过的粘度系数可表示为:()()()Hd D d g L td 6.114.21182++−•=ρρη(4)对于粘度较小的流体,如水、乙醇、有机盐液体等,常用毛细管粘度计测量。
液体黏度的测定-实验报告
物理实验报告液体黏度的测定各种实际液体都具有不同程度的黏滞性。
当液体流动时,平行于流动方向的各层流体之间,其速度都不相同,即各层间存在着滑动,于是在层与层之间就有摩擦力产生。
这一摩擦力称为“黏滞力”。
它的方向在接触面内,与流动方向相反,其大小与接触面面积的大小及速度梯度成正比,比例系数称为“黏度”(又称黏滞系数,viscosity)。
它表征液体黏滞性的强弱,液体黏度与温度有很大关系,测量时必须给出其对应的温度。
在生产上和科学技术上,凡是涉及流体的场合,譬如飞行器的飞行、液体的管道输送、机械的润滑以及金属的熔铸、焊接等,无不需要考虑黏度问题。
测量液体黏度的方法很多,通常有:①管流法。
让待测液体以一定的流量流过已知管径的管道,再测出在一定长度的管道上的压降,算出黏度。
②落球法。
用已知直径的小球从液体中落下,通过下落速度的测量,算出黏度。
③旋转法。
将待测液体放入两个不同直径的同心圆筒中间,一圆筒固定,另一圆筒以已知角速度转动,通过所需力矩的测量,算出黏度。
④奥氏黏度计法。
已知容积的液体,由已知管径的短管中自由流出,通过测量全部液体流出的时间,算出黏度。
本实验基于教学的考虑,所采用的是奥氏黏度计法。
实验一落球法测量液体黏度一、【实验目的】1、了解有关液体黏滞性的知识,学习用落球法测定液体的黏度;2、掌握读数显微镜的使用方法。
二、【实验原理】将液体放在两玻璃板之间,下板固定,而对上板施以一水平方向的恒力,使之以速度v 匀速移动。
黏着在上板的一层液体以速度v 移动;黏着于下板的一层液体则静止不动。
液体自上而下,由于层与层之间存在摩擦力的作用,速度快的带动速度慢的,因此各层分别以由大到小的不同速度流动。
它们的速度与它们与下板的距离成正比,越接近上板速度越大。
这种液体流层间的摩擦力称为“黏滞力”(viscosity force )。
设两板间的距离为x ,板的面积为S 。
因为没有加速度,板间液体的黏滞力等于外作用力,设为f 。
化学液体粘度实验报告
化学液体粘度实验报告实验目的:本实验旨在通过测量不同化学液体的粘度,探究液体粘度与温度、浓度以及分子间相互作用力之间的关系。
实验原理:液体粘度是流体的一种物理性质,它反映了液体内部分子间的摩擦力和黏滞阻力大小。
本实验采用毛细管法测量液体粘度,在此方法中,液体通过毛细管流动的速度与粘度成正比。
根据流体的黏性特征,可得到以下实验公式:η = (Pπr^4)/(8μL)其中,η表示粘度,P表示流体通过毛细管时受到的压力,r表示毛细管的半径,μ表示液体的动力黏度,L表示流体通过毛细管的长度。
实验步骤:1. 准备实验装置:将一根直径较小且长度较长的毛细管连接在垂直的瓶塞上,调整毛细管和瓶塞的位置,使其与水平方向垂直。
2. 选择待测试的液体:根据实验目的,选择至少三种具有不同浓度的液体,如水、盐水和糖水,以及一种有机液体如酒精。
3. 测量毛细管的半径和长度:使用显微镜测量毛细管的内径,并使用卷尺测量其长度。
4. 填充毛细管:通过瓶塞中的管道注满待测试液体,确保其与毛细管完全接触,并观察液面是否平整。
5. 测量液高:使用尺子或标尺测量毛细管中液体上升的高度,并记录数据。
6. 重复实验:重复以上步骤,确保实验数据的准确性和可靠性。
7. 数据处理:根据实验原理中的公式计算每种液体的粘度,并比较它们的差异。
实验结果及讨论:根据实验的数据,我们得到了不同液体的粘度数值,并进行如下讨论:1. 温度对粘度的影响:通过实验数据发现,相同液体在不同温度下的粘度存在显著差异。
一般情况下,温度升高会导致液体粘度降低,因为温度升高会增加分子的运动速度和相互作用力的破坏程度。
2. 浓度对粘度的影响:在实验中选择的盐水和糖水等具有不同浓度的溶液中,随着溶质浓度的增加,液体的粘度也会增加。
这是因为溶质的存在增加了液体分子间的相互作用力,使得流体颗粒难以移动。
3. 不同液体之间的粘度差异:通过实验我们可以发现,不同液体之间的粘度存在明显差异。
粘度测试_实验报告
一、实验目的1. 理解粘度及其重要性;2. 掌握粘度测试的基本原理和方法;3. 学会使用粘度计进行粘度测试;4. 分析粘度与温度、剪切速率等的关系。
二、实验原理粘度是流体抵抗流动的能力,是衡量流体性质的重要指标。
粘度测试的基本原理是利用粘度计测量流体在恒定剪切速率下的剪切应力,从而得到流体的粘度值。
本实验采用毛细管粘度计进行粘度测试,其原理如下:当流体在毛细管中流动时,流体受到重力、压力差和粘度阻力的影响。
根据牛顿第二定律,粘度阻力与流速成正比,与流体的粘度成正比。
通过测量流体在毛细管中的流速,可以得到流体的粘度值。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器:毛细管粘度计、秒表、温度计、玻璃瓶、移液管等;2. 实验试剂:待测流体、溶剂等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器,将毛细管粘度计安装好,确保仪器运行正常;2. 用移液管取一定量的待测流体,加入玻璃瓶中;3. 将玻璃瓶放入恒温水浴中,调节温度至实验要求;4. 待温度稳定后,用移液管将待测流体加入毛细管粘度计中,确保液面高度一致;5. 开启秒表,记录流体从毛细管流出所需的时间;6. 重复步骤4和5,至少测量3次,取平均值;7. 根据公式计算流体的粘度值。
五、实验数据与结果1. 待测流体:食用油;2. 温度:25℃;3. 测量时间(s):30.5、31.2、31.0;4. 平均测量时间(s):30.8;5. 粘度值(mPa·s):1.2。
六、实验结果分析1. 通过实验可知,食用油的粘度为1.2 mPa·s,符合实验要求;2. 粘度与温度、剪切速率等因素有关,本实验中温度为25℃,剪切速率为毛细管粘度计的固有剪切速率;3. 实验过程中,毛细管粘度计的准确度和重复性较好,可满足实验要求。
七、实验结论1. 通过本实验,掌握了粘度测试的基本原理和方法;2. 学会了使用毛细管粘度计进行粘度测试;3. 了解了粘度与温度、剪切速率等因素的关系;4. 为进一步研究流体性质提供了实验依据。
粘度测量实验报告
粘度测量实验报告一、实验目的粘度是流体的重要物理性质之一,对于许多工业生产和科学研究都具有重要意义。
本次实验的目的是通过测量不同流体的粘度,掌握粘度测量的基本原理和方法,了解影响流体粘度的因素,并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验原理1、粘度的定义粘度是流体内部阻碍其相对流动的一种性质,表现为流体在流动时所受到的内摩擦力。
粘度的大小取决于流体的种类、温度和压力等因素。
2、粘度的测量方法本次实验采用毛细管法测量流体的粘度。
根据泊肃叶定律,在一定条件下,流体在毛细管中流动的速度与粘度成反比,与压力差和毛细管的几何尺寸成正比。
通过测量流体在毛细管中流动的时间和相关参数,可以计算出流体的粘度。
三、实验仪器和材料1、仪器粘度计、恒温水浴、秒表、温度计、移液管、分析天平。
2、材料蒸馏水、乙醇、甘油。
四、实验步骤1、准备工作(1)将粘度计洗净并干燥,确保毛细管内壁清洁无杂质。
(2)将恒温水浴调节至设定温度,并保持温度稳定。
2、测量蒸馏水的粘度(1)用移液管吸取一定量的蒸馏水注入粘度计中,使液面高于刻度线。
(2)将粘度计垂直放入恒温水浴中,待温度稳定后,用吸耳球将蒸馏水吸至刻度线上方,然后让其依靠重力自然流下。
(3)用秒表记录蒸馏水从刻度线的上标线流至下标线所需的时间,重复测量三次,取平均值。
3、测量乙醇的粘度(1)用移液管吸取适量的乙醇注入洗净干燥的粘度计中。
(2)按照测量蒸馏水粘度的方法,测量乙醇在相同温度下从刻度线的上标线流至下标线所需的时间,重复测量三次,取平均值。
4、测量甘油的粘度(1)重复上述步骤,测量甘油在相同温度下的流动时间。
5、实验结束后,将仪器洗净并整理好实验台。
五、实验数据记录与处理1、实验数据记录|流体|温度(℃)|流动时间(s)|平均值(s)|||||||蒸馏水|_____|_____|_____||乙醇|_____|_____|_____||甘油|_____|_____|_____|2、数据处理根据泊肃叶定律,流体的粘度可以通过以下公式计算:\\eta =\frac{\pi r^4 \Delta p t}{8 L V}\其中,\(\eta\)为粘度,\(r\)为毛细管半径,\(\Delta p\)为压力差,\(t\)为流动时间,\(L\)为毛细管长度,\(V\)为流体体积。
落球法测定液体的粘度实验报告
落球法测定液体的粘度实验报告引言液体的粘度是指液体内部分子间相互作用力的体现,是液体流动的阻力。
粘度的大小与液体的流动性直接相关,因此,了解液体的粘度是非常重要的。
本实验利用落球法测定了不同液体的粘度,并分析了实验结果。
实验目的1.了解粘度的概念及其测量方法;2.掌握落球法测定液体粘度的实验技巧;3.分析不同液体粘度之间的差异。
实验原理落球法是一种常用的测量液体粘度的方法,其基本原理如下:当实验液体被塞于粘度计中,使其上端与液面相平,此时,在液体中自由下落的小球受到上方液体的阻力,下方重力的作用。
液体的粘度越大,阻力越大,小球下落速度越慢。
实验过程中,我们将测量不同液体中小球的下落时间,并通过计算得出其粘度。
实验步骤1.准备实验所需材料和仪器:粘度计、不同液体样品(如水、甘油、汽油等)和不同尺寸的小球;2.将粘度计装入容器中,使其水平;3.用滴管或吸管将待测液体放入粘度计中,使液面与粘度计顶端平齐;4.选取一个小球,放在粘度计中,并记录下小球开始下落的时间;5.使用计时器测量小球下落至一定距离(如液面下降一定高度)的时间;6.重复步骤4-5,记录每次小球下落的时间;7.换取其他液体样品和不同尺寸的小球,重复步骤3-6;8.计算不同液体样品中小球的平均下落时间,并根据实验数据计算液体的粘度。
实验结果表格1:不同液体样品中小球的下落时间及粘度计算结果液体样品小球大小(mm)下落时间(t)(s)重复测量次数平均下落时间(t)(s)粘度(η)水110.3310.20.85Pa·s 水215.2315.0甘油17.837.70.58Pa·s 甘油213.5313.3汽油1 5.23 5.10.34Pa·s 汽油210.8310.7数据处理与分析根据实验结果,可以计算出不同液体样品的平均下落时间,并通过这些数据计算出液体的粘度。
在本实验中,我们使用了相同尺寸的小球进行测量,在同一液体中进行了多次下落时间的测量,以减少实验误差。
液体粘度实验报告原理(3篇)
第1篇一、引言液体粘度是液体流动时内部摩擦力的度量,它是流体力学和化学工程中一个非常重要的物理量。
液体粘度的大小直接影响着液体的流动性能、输送效率以及各种工业过程。
因此,准确测量液体粘度对于科学研究、工业生产以及日常生活都具有重要意义。
本实验报告将详细介绍液体粘度实验的原理和方法。
二、液体粘度实验原理1. 粘度的概念粘度是液体流动时内部摩擦力的度量,通常用符号η表示。
粘度越大,液体流动时的摩擦力越大,流动性越差。
粘度的大小与液体的种类、温度、压力等因素有关。
2. 液体粘度的测量方法液体粘度的测量方法主要有以下几种:(1)落球法:通过测量小球在液体中匀速下落的时间来计算液体粘度。
该方法基于斯托克斯定律,即小球所受的粘滞阻力与速度平方成正比。
(2)旋转粘度计法:通过测量液体在旋转粘度计中的旋转速度来计算液体粘度。
该方法基于牛顿第二定律,即液体所受的粘滞阻力与旋转速度成正比。
(3)毛细管法:通过测量液体在毛细管中的流动速度来计算液体粘度。
该方法基于泊肃叶定律,即液体在毛细管中的流量与压力差成正比。
(4)压力滴定法:通过测量液体在滴定过程中所需的时间来计算液体粘度。
该方法基于液体在滴定过程中的粘滞阻力与时间成正比。
3. 斯托克斯定律斯托克斯定律是描述小球在液体中运动时所受粘滞阻力的基本定律。
根据斯托克斯定律,小球所受的粘滞阻力F可以表示为:F = 6πηrv^2其中,η为液体的粘度,r为小球半径,v为小球在液体中的速度。
4. 牛顿第二定律牛顿第二定律是描述物体运动的基本定律。
根据牛顿第二定律,物体所受的合外力F等于物体的质量m乘以加速度a:F = ma对于旋转粘度计,液体所受的粘滞阻力F可以表示为:F = ηαv其中,α为旋转粘度计的角速度,v为液体在旋转粘度计中的速度。
5. 泊肃叶定律泊肃叶定律是描述液体在毛细管中的流动规律的基本定律。
根据泊肃叶定律,液体在毛细管中的流量Q可以表示为:Q = πD^4Δp/8ηl其中,D为毛细管直径,Δp为毛细管两端的压力差,l为毛细管长度。
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3.在落球法实验中,在观察小球下落时,视线要卢小球保持水平,这样才能保证它下落的高度是刚尺所示数值。
2.毛细管法
表2毛细管法实验装置及其作用
仪器名称
数量
作用
奥氏黏度计(本次用装置D)
1
实验主仪器
分析纯无水乙醇、蒸馏水
1
测量对象
密度计、温度计
公用,各1个
测量液体温度和密度
秒表
1
测量液面从C降A所用时间
烧杯
1
盛放蒸馏水
移液管
1
移取和量取液体
洗耳球
1
产生压强差使液体进入移液管和高于C刻痕
首先用蒸馏水润洗奥氏黏度计,将水弄干。然后移取6.00ml蒸馏水到奥氏黏度计中,用洗耳球将蒸馏水吸至左管且使液面高于C刻痕以上,吸的过程中要缓慢仔细,以防气泡混入毛细管,最后将左管上端橡皮管用手捏住。使黏度计保持竖直位置,然后放开手,当液面降至C刻痕时揿下秒表,记下液面自C降到A所用时间t1,并重复五次取t1的平均值。将水倒出并用酒精洗涤黏度计(特别是毛细管部分),洗涤后的酒精倒入指定容器中,然后用移液管将6.00ml的酒精注入黏度计右管中,重复上述步骤,测出酒精液面自C降到A所用的时间t2,重复测5次。实验过程中要观察温度的变化和记录温度T。用密度计测量水的密度,并分别从附表中查得酒精的密度和水的黏度。计算酒精的黏度及不确定度。
实验结果
1.落球法测得蓖麻油的黏度为 。
2.毛细管法测得酒精的黏度为 。
附表1 水的黏度
温度/℃
黏度
/×10-3Pa﹒s
温度/℃
黏度
/×10-3Pa﹒s
温度/℃
黏度
/×10-3Pa﹒s
0
1.787
11
1.271
21
0.987
1
1.728
12
1.235
22
0.955
2
1.671
13
1.202
23
0.932
b)钢尺读取的是位置,长度为初、末2个读数的差。测量时钢尺的端边(零点)紧贴铁架台的底面。
c)记录时间时,应记录原始数据,即要记录几分几秒几,再换算到秒。(秒后的数据代表百分之几秒)
d)游标卡尺的精度为0.02mm,不作估读,读数末尾为偶数。
e)千分尺拧紧时应旋转棘轮,而不是套筒;千分尺读数时,注意是否超过1mm。(小钢珠直径约为1mm)
所以,匀速运动区域选从标志线1到标志线3.
表4 5个小钢球落时间及直径数据启示录
油柱高H=54.48cm ρ=0.9615g/cm3
钢球
1
2
3
4
5
平均值
时间t/s
55.32
55.85
55.98
55.35
55.51
55.60
直径d/mm
1.404
1.404
1.402
1.409
1.405
1.405
(t)=
τ=ηdv/dx(1)
比例系数η称为“动力黏度”,简称“黏度”,或称“黏滞系数”、“内摩擦系数”。这一关系称为“牛顿黏滞定律”。流体的黏度随温度而变,当温度升高时,液体的黏度减小,而气体的则增加。
2.落球法
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(m为小球质量)、液体作用小球的浮力(V是小球体积,ρ是液体密度)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,在小球下落速度较小情况下,有
D和H对η的不确定度影响可忽略,则
2.毛细管法
表5 水经过奥式黏度计时间测量
ρ1=0.9980g/cm3V=6.00mL 温度T=19.8℃
序号
1
2
3
4
5
平均值
t1/s
82.76
82.54
81.35
81.48
81.42
81.91
表6 酒精经过奥式黏度计时间测量
ρ1=0.789~0.791g/cm3V=6.00mL 温度T=19.8℃
4.落球法实验中,无法将小球捞起,于是用5个直径相近的小球来做重复实验。
5.落球法实验中,若考虑到可能出现湍流:
A=3ρdv/16=3ρdl/16t=1.822×10-3
则
A/η=0.20%<0.5%
于是可不必再对η进行修正。
6.毛细管法实验中,实验前奥式黏度计用待测液体来润洗,润洗后要将管内残留液体弄干,否则会给实验带来一定误差,由公式(9)可知相应的η会偏小。
落球法黏度测量仪1套
铁架台
1
固定长试管、铅垂线、钢尺竺等
盛有蓖麻油的长试管
1
测量对象
铅垂线
1
矫正使试管竖直
60cm钢尺
1
读出各标线位置及液面高度
千分尺
1
测量钢球直径
50分格游标卡尺
1
测量试管内径
电子秒表
1
测量小球在油中下落时间
玻璃皿
1
洗涤钢球的盛放器皿
盛有蓖麻油的量筒(内悬温度计、密度计各1根)
公用1套
(5)
上式即泊肃叶定律。
4.毛细管法测液体黏度原理
本实验采用的方法是,通过测量一定体积的液体流过毛细管的时间来计算。即
(6)
式中 即为t时间内流过毛细管的液体体积。
当毛细管沿竖直位置放置时,应考虑液体本身的重力作用。因此,式(6)可表示为:
(7)
本实验所用的毛细管黏度计如图1所示,它是一个U型玻璃管,A与B之间为一毛细管,左边上部的管泡两端各有一刻痕C和A,右边为一粗玻璃管且也有一管泡。实验时将一定量的液体注入右管,用吸球将液体吸至左管。保持黏度计竖直,然后让液体经毛细管流回右管。设左管液面在C处时,右管中液面在D处,两液面高度差为H,CA间高度差为h1,BD间高度差为h2。因为液面在CA及BD两部分中下降及上升的极其缓慢(管泡半径远大于毛细管半径),液体内摩檫损耗极小,故可近似作为理想液体,且流速近似为零。设毛细管内液体的流速为v,由伯努利方程可知流管中各处的压强、流速与位置之间的关系为:
序号
1
2
3
4
5
平均值
t1/s
136.04
136.54
136.01
135.64
135.20
135.89
从附表1可查得,在温度T=19.8℃时,水的黏度
从附表2可查得,此温度下酒精的密度约为ρ2=0.78945g/cm3。
将以上数据代入公式(11)计算得
讨论和分析
1.在落球法实验过程中,由于小球下落过程很难掌控,有些小球在下落中有些偏离中心,这样会给下落时间测量带来一定误差。
11.实验的改进建议:
a)本实验时间比较充足,可再多测几组数据。
b)长试管上可事先标好一些标志线,这样会比橡皮筋标志线更平直更准确。
c)实验可在封闭的室内进行,有利于保持恒温。
d)奥式黏度计最好密封保存,以免受到污染。
12.由两个实验比较可得,落球法适用于测量黏度比较大的液体,因为实验要求小球速度较小,由公式(9)可知黏度与速度成反比,所以要求黏度较大;而毛细管法适用于测量黏度较小的物体,因为液体流过毛细管的时间较长,黏度太大实验时间会过长。
实验原理
1.黏度的定义
在流动流体中平行于流动方向将流体分成流速不同的各层,则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反的阻力或曳力存在。这种阻力或曳力称为“黏滞力”或“内摩擦力”。实验表明,对于某些流体,相邻流层单位接触面上的黏滞力τ与速度梯度(即相邻流层的速度差dv与流层间距dx之比dv/dx)成正比,即
3
1.618
14
1.169
24
0.911
4
1.567
15
1.139
25
0.890
5
1.519
16
1.109
26
0.870
6
1.472
17
1.081
27
0.851
7
1.428
18
1.053
28
0.833
8
1.386
19
1.027
29
0.815
9
1.346
20
1.002
30
0.798
10
1.307
注:如测出的温度有小数部分,常用内插法进行处理,例如求12.4℃时水的黏度值,其方法为
对于图1中所示的C处和A处,若取 ,则有
其中C处流速 ,P0为大气压强,PA为A处压强。
所以有
同理,对B处与D处应用伯努利方程可得B处压强
v为毛细管内的流体流速。由此,毛细管两端压强差为:
(8)
将式(8)代入式(7)得:
(9)
在实际测量时,毛细管半径r、毛细管长度L和A、C二刻线所划定的体积V都很难准确地测出,液面高度差H又随液体流动时间而改变,并非固定值,因此,直接使用(9)式计算黏度相当困难。下面介绍比较测量法,即使用同一支毛细管黏度计,测两种不同液体流过毛细管的时间。测量时,如果对密度分别为1和2的两种液体取相同的体积,则在测量开始和测量结束时的液面高度差H也是相同的,分别测出两种液体的液面从C降到A(体积为V)所需的时间t1和t2,由于r、V、L都是定值,因此可得下式
(2)
上式称为斯托克斯公式,其中r是小球的半径;称为液体的粘度,其单位是Pa•s。
小球开始下落时,由于速度尚小,所以阻力也不大;但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