实验五液体粘滞系数的测定

《实验五液体粘滞系数的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验五液体粘滞系数的测定【实验目的】学习用比较法测定液体的粘滞系数【实验原理】由实际液体在均匀细管中作层流的理论，可求得在时间t内，当管长为L、它的横截面的半径为r、管两端的压强差为ΔP时，流出液体的体积V的公式：4πrΔPV=Qt=t(1)8ηL上式中η是液体的粘滞系数．由此公式可得液体的粘滞系数为4πrΔPη=t(2)8VL用上述公式虽可直接测定η，但因所测物理量多，测量又困难，误差较大。为此奥斯华尔德设计出奥氏粘度计，采用比较法进行测量。本实验所用毛细管粘度计(奥氏粘度计)如图1所示。它是一个U形玻璃管，玻璃管的一侧有一段毛细管C，其上为一小玻璃泡B，在小玻璃泡B的

2、上下有指示痕I1，及I2。实验时以一定体积的液体从大管口D注入A泡内，再由小管口E将液体吸入B泡中，使液面升高到B泡的指示痕I1以上。因两边液面的高度不同，B泡内液体将经毛细管C流回A泡。当液面由指示痕I1下降到指示痕I2时，测得其流动时间t，即为I1，与I2刻痕间液体流经毛细管所需的时间。如果以同样体积的水和被测液体先后注入粘度计，按上述步骤测出两种液体面从I1降至I2所需时间分别为t1与t2。则：4πrΔPη=t118VL图1奥氏粘度计4πrΔPη=t228VL两式中r，V，L相同，所以ηΔPt222=(3)ηΔPt111液体是受到重力的作用而流动．由于注入粘度计的两

3、种液体的体积相等，因而在流动过程中相对应的液面高度差Δh是相等的，因此有43ΔP2ρ2gΔhρ2==(4)ΔPρgΔhρ111将(4)式代入(3)式，得到ηρt222=ηρt111ρt22即η=η(5)21ρt11因此，从后面附表查得作为标准液体蒸馏水的η1、ρ1，从实验得到t1、t2、ρ2，即可求得被测液体粘滞系数η2。(5)式表明，待测液体的粘滞系数η2是与标准液体粘滞系数η1相比较而得出的，故称为比较法。这种方法常使实验变得简单易行并能提高测量精度。【实验仪器】1.毛细管粘度计(奥氏粘度计)2.机械秒表3.蒸馏水、酒精、葡萄糖溶液4.量筒5.针筒和橡皮管6.滴管

4、7.液体密度计8.温度计【实验内容】1.用蒸馏水将粘度计洗涤干净（实验前由实验室工作人员先用洗涤液清洗粘度计）。E端装上橡皮管，用支架上夹子夹住粘度计，注意使粘度计保持竖直（见图2）。2.用量筒量一定体积(10毫升)的蒸馏水，由大管口D缓慢注入A泡。针筒插入E处橡皮管，将水缓慢地吸入B泡，并使液面高于指示痕I1，但不要进入橡皮管。然后用手捏住橡皮管口，勿使液面下降，取下针筒，准备好秒表。3.放开橡皮管，使B泡中液体经毛细管C流回A泡，记录液面从指示痕I1下降至I2所需的时间t1。4.重复步骤2、3六次，取t1的平均值。5.用与水同体积(10毫升)的酒精和葡萄糖溶液，重复步

5、骤2、3、4，测得时间t2及t3。图2实验装置图6.用比重计测定酒精及葡萄糖溶液的密度ρ2及ρ3。7.记录当时温度，从附表l、2中查出相应温度下水的粘滞系数η1及密度ρ1。8.根据(5)式计算酒精及葡萄糖溶液的粘滞系数η2及η3，并用不确定度表示结果。数据记录及处理44液体蒸馏水酒精葡萄糖测量项目所取体积（ml）10.010.010.012液面从I1降到3I2所需时间4t（s）56平t=t=t=123均33密度（×10kg/m）ρ=ρ=ρ=123ρtρtη=η2233粘滞系数η1=21ρtη3=η1–311ρ1t1（×10Pa·s）==【注意事项】1．实验过程中，粘度计须

6、保持竖直位置。2．调换被测液体时，必须先用蒸馏水冲洗，再用少量被测液体冲洗，以免管中余留其他液体。3．测量时，粘度计内的液体不能有气泡。实验过程中，注意避免影响粘度计内液体的温度。4．奥氏粘度计下端弯曲部分很容易折断，不要一手紧握两管口。【思考题】为什么实验时注入粘度计的液体需要同样大小的体积？它是泊肃叶公式中的V吗?45-3附表1水在不同温度下的粘滞系数(×10Pa.s)温度℃粘滞系数温度℃粘滞系数温度℃粘滞系数01.7921151.1404300.800711.7313161.1111310.784021.6728171.0828320.767931.6191181.

7、0559330.752341.5674191.0209340.737151.5188201.0050350.722561.4728210.9810360.708571.4284220.9579370.694781.3860230.9358380.681491.3462240.9142390.6685101.3077250.8937400.6560111.2713260.8737121.2363270.8545131.2028280.8361141.1709290.818033附表2水在不同温度时的密度(×10kg/m)t℃密度