实验报告液体粘度的测量
肇 庆 学 院
电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告
07 级 电子(1) 班 2B 组 实验合作者 李雄 实验日期 2008年4月16日 姓名: 王英 学号 25号 老师评定 实验题目： 液体粘度的测量(落球法) 目的：根据斯托克斯公式用落球法测定油的粘滞系数
橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。
实验仪器
摩擦阻力作用，这就是粘滞阻力的作用。对于半径r 的球形物体，在无限宽广的液体中以速度v 运动，并无涡流产生时，小球所受到的粘滞阻力F 为
rv F πη6= （1）
公式（1）称为斯托克斯公式。其中η为液体的粘滞系数，它与液体性质和温度有关。
如果让质量为m 半径为r 的小球在无限宽广的液体中竖直下落，它将受到三个力的作用，即重力mg 、液体浮力f 为g r ρπ33
4、粘滞阻力rv πη6，这三个力作用在同一直线上，方向如图1所示。起初速度小，重力大
于其余两个力的合力，小球向下作加速运动；随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。当小球所受合力为零时，即 063
403=--rv g r mg πηρπ （2）
小球以速度v 0向下作匀速直线运动，故v 0称收尾速度。由公式（2）可得
36)34
(rv g
r m πρπη-= （3） 当小球达到收尾速度后，通过路程L 所用时间为t ，则v 0＝L /t ，将此公式代入公式（3
）又得
t rL
g
r m ?-=πρπη6)34
(3 （4） 上式成立的条件是小球在无限宽广的均匀液体中下落，但实验中小球是在内半径为R
的玻璃圆筒中的液体里下落，筒的直径和液体深度都是有限的，故实验时作用在小球
上的粘滞阻力将与斯托克斯公式给出的不同。当圆筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的。为此在斯托克斯公式后面加一项修正值，就可描述实际上小球所受的粘滞阻力。加一项修正值公式（4）将变成 t
R r rL g
r m ??
?? ?
?
+-=4.216)34
(3πρπη （5） 图1
式中R为玻璃圆筒的内半径，实验测出m、r、ρ、t、L和R，用公式（5）可求出液体的粘滞系数η。
数据处理方法一
2．测量记录
待测液体的密度ρ0= 0.950 g/cm3=950Kg/m3
30个小球与盘的总质量m1= 18.7018 g=0.0187018Kg
盛小球的空盘质量m2= 18.5762g=0.0185762Kg
1个小球与盘的质量m=(18.7018－18.5762)/30=4.1866×10－6Kg
容器内径D= 50.50 mm=0.05050m
液体总高度H= 315.5 mm=0.3155m
下落高度L= 115.5 cm=0.115m
液体温度T= 18 °C
重力加速度g= 9.8 m/s2
数据记录及处理结果
数据处理方法二
1、测小钢球的质量：
把30粒小钢球装入小盘中，秤其质量为m 1，再秤空盘的质量为m 2，则每一粒小钢球的质量为m=(m 1-m 2)／30。
秤得：m 1 =18.7018±0.0006(g) m 2=18.5762±0.0006(g) ∴m= (m 1- m 2)／30=(18.7018- 18.5762)／30= 0.00418667 (g) U m =( 0.0006±0.0006)／30=0.00004(g)
结果表示：m =(4.18667±0. 04)×10-3 (g) =(4.18667±0.04)×10-6(K g) 相对不确定度 U Em =U m ／m=0.00004／0.00418667= 1% 2、测液体温度及比重：
温度T=18.0±0.6(℃)
ρ=0.9500±0.0003(g ·cm -3)= (0.9500±0.0003)×103(K g ·cm -3) ρ的相对不确定度U E ρ=0.3% 3、测玻璃管内径R 、液深H 内径D=50.50±0.01(mm) R=D ／2=25.25±0.01(mm) R 的相对不确定度U ER =0.01÷25.25=0.04% 液深H=315.0±0.6mm ， H 的相对不确定度U EH =0.6÷315.0=0.2% 4、测N 1，N 2之间的距离l l =115.5±0.6(mm) l 的相对不确定度U E l =0.6÷115.5=0.5% 5、测小球半径r ：设小球直径为d ，
r = d ／2=0.5010±0.0003(mm)，
r 的相对不确定度U Er =0.0003÷0.5010=0.6% 6
、测时间t ，计算速度v
Et v 0 =l ／t =115.5×10-3÷40.91= 2.823×10-3 (ms -1） v 0的相对不确定度U v 0=U E l )+U E t)=0.6%+0.2%=0.8% U(v 0)= v 0×E(v 0)=2.823×10-3×0.8%=0.02×10-3(ms -1） v 0的结果表示：v 0=(2.82±0.02) ×10-3(ms -1） =2.82×10-3×(1±0.8%) (ms -1） v = v 0·(1+2.4r ／R)·(1+3.3r ／H)
=2.823×10-3×(1+2.4×0.5010÷25.25) ×(1+3.3×0.5010÷315.0) =2.823×10-3×1.048×1.005=2.973×10-3(ms -1）
令(1+2.4r ／R)的相对不确定度为U Ew1= U Er + U ER =0.14% (1+3.3r ／H)的相对不确定度为U Ew2= U Er + U EH =0.25% ∴ v 的相对不确定度为U E v = U Ew v 0+ U Ew1+ U Ew2 =0.8%+0.14%+0.25%=1%
)s Pa (282797.18.910
973.2105010.06]3970.0)105010.0(4[1018667.4g
rv
6)3/r 4m (73
33
363?=?????÷???-?=?-=----πππρπηη计算
关于修正值雷诺数的说明：
由于小球半径＜＜玻璃筒半径,可认为小球是在均匀无限大的液体中运动，且小球质量很轻，下落时几乎不形成涡流，所以，该修正值可以忽略不计。如要修正则： 雷诺数： Re=2rv0ρ/η=0.002139324
η0=η(1+3Rc/16-19Re2/1080)-1= 1.282282347 (pa ·S)
η的误差的计算：用g rv
6)
3/r 4m (3?-=
πρπη式计算误差 把M=m -4πr 3ρ／3看成一个直接测量量 令m ′=4πr 3ρ／3=0.5109×10-9(K g)
m ′的相对不确定度为U Em ′=3U Er + U E ρ=3×0.1%+0.05%=0.35% m ′的标准差为
U m ′= m ′×U Em ′= 0.5109×10-9×0.35%=1.8×10-9(K g) M= m -m ′=(4.18667×10-6-0.5109×10-9) =43.676×10-6(K g) M 的标准差
U(M)=U(m)+U(m ′)=(0.03+ 0.000004)×10-6(K g)
=0.03×10-6(K g)
M 的相对不确定度为U EM =U(M) ／M=0.8%
η的相对不确定度为U E η=U EM +U Er +U E v =0.8%+0.1%+1%=1.9% η的标准差为U(η)=η×U E η=1.461×2%=0.024(Pa ·s)
结果表示：η=(1.28±0.03)(Pa ·s)=1.28×(1±1.9%)(Pa ·s) 实验感想：写出自己实验时所获得的启示或掌握的知识。
注意：写实验报告必须用专用的A4实验报告纸，不能用其他形式的作业本信纸方格纸等，并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。并且要与预习报告装订在一起交
粘度法测分子量实验报告(精)
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。 2、测定聚乙二醇的黏均分子量。 3、掌握用乌贝路德黏度的方法。 4、用Origin或Excel处理实验数据 二、实验原理 分子量是表征化合物特征的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一，参差不一，一般在10~10之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适合用范围如下； 10 端基分析〈3*4 10 沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*4 10~10 渗透压46 10~10 光散射47 10~10 起离心沉降及扩散47 10~10 黏度法47 其中黏度发设备简单，操作方便，有相当好的实验精度，但黏度发不是测分子量的绝对方法，因为此法中所有的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的，高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的经验方程式。 高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动是存在着内摩檫。在测高聚物溶液黏度求分子量时，常用到下面一些名词。 如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触表面之间的经验关系为； 式中，M为粘均分子量；K为比例常数；a是与分子形状有关的经验参数。K与a植a与温度、高聚物]溶剂性质及分子量大小有关。K植受温度的影响较明显，而a值主要取决与高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5~1之间。K 与a的值可以通过其它的实验方法确定，例如渗透压法、光散射大等，从黏度法只能测定得[ɡ] 根据实验，在足够稀的溶液中有： 这样以及对C作图得两条直线，外推到这两条直线在纵坐标轴上想叫与一点，可求出数值。为了绘图方便，引进相对浓度，即。其中，C表示溶液的真实浓度，表示溶液的其始浓度，由图可知，其中A为截距 黏度测定中异常现象的近似处理。在特定性黏度测量过程中，有时并非操作不慎，而出现对图与对图外推到时，在纵坐标轴上并不相交于一点的异常现象。在式中和
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 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。
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 =6 (1) r 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= +6 (2) 于是小球作匀速直线运动，由(2)式，并用3,,62 l d m d v r t πρ'===代入上式，并因为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 -g d 118(1 2.4)(1 1.6)t d d l D H ρρη'=++2（） (3) 其中ρ'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η，则其
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。 2、测定聚乙二醇的黏均分子量。 3、掌握用乌贝路德黏度的方法。 4、用Origin或Excel处理实验数据 二、实验原理 分子量是表征化合物特征的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一，参差不一，一般在10~10之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适合用范围如下； 10 端基分析〈3*4 10 沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*4 10~10 渗透压46 10~10 光散射47 10~10 起离心沉降及扩散47 10~10 黏度法47 其中黏度发设备简单，操作方便，有相当好的实验精度，但黏度发不是测分子量的绝对方法，因为此法中所有的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的，高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的经验方程式。 高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动是存在着内摩檫。在测高聚物溶液黏度求分子量时，常用到下面一些名词。 如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触表面之间的经验关系为； 式中，M为粘均分子量；K为比例常数；a是与分子形状有关的经验参数。K与a植a与温度、高聚物]溶剂性质及分子量大小有关。K植受温度的影响较明显，而a值主要取决与高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5~1之间。K 与a的值可以通过其它的实验方法确定，例如渗透压法、光散射大等，从黏度法只能测定得[ɡ] 根据实验，在足够稀的溶液中有：
这样以及对C作图得两条直线，外推到这两条直线在纵坐标轴上想叫与一点，可求出数值。为了绘图方便，引进相对浓度，即。其中，C表示溶液的真实浓度，表示溶液的其始浓度，由图可知，其中A为截距 黏度测定中异常现象的近似处理。在特定性黏度测量过程中，有时并非操作不慎，而出现对图与对图外推到时，在纵坐标轴上并不相交于一点的异常现象。在式中和值与高聚物结构和形态有关。而式物理意义不大明确。因此出现异常现象时，以曲线求值。 测定黏度的方法有毛细管法、转筒法和落球法。在测定高聚物分子的特性黏度时，以毛细管流出法的黏度计最为方便。若液体在毛细管年度计中，因为重力作用流出时，可通过泊肃叶公式计算黏度。 式中，为液体的黏度，为液体的密度，为毛细管的长度，为毛细管的半径，为流出的时间，为流国毛细管液体的平均液体高度，为流进毛细管的液体体积，为毛细管末端校正的参数 对于某一指定的黏度计而言，式可以写成下式 式中，为流出的时间在左右，该项可以从略。又因通常测定是在稀溶液中进行，所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等，因此可以将写成： 式中，为溶液的流出时间，为纯溶剂的流出时间。所以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间从式求得，由图求得。 三、仪器药品 恒温槽1套；乌贝路得黏度计一只； 移液管2只，1只；停表1只； 洗耳球1只；螺旋夹一只； 橡皮管2根；聚乙二醇；蒸馏水。 实验步骤 四、实验步骤 本实验用的乌贝路得黏度计，又叫气承悬柱式黏度计。它的最大优点是可以在黏度计里逐渐稀释从而节约许多操作手续. 1.先用洗液将粘度计洗净，再用自来水、蒸馏水分别冲洗几次，每次都要注意反复 冲洗毛细管部分，洗好后烘干备用。 2.调节恒温槽温度至（30.0 0.1）℃，在粘度计的B管和C管上都套上橡皮管，然 后将其垂直放入恒温槽，使水面完全浸没1球。 3.溶液流出时间的测定 用移液管分别吸取一直浓度的聚乙二醇溶液10ml和蒸馏水5ml，由A管注入粘 c，恒温5min，度计中，在C管处用洗耳球打气，使溶液混合均匀，浓度记为 1 进行测定。测定方法如下：将C管用夹子夹紧使之不通气，在B管用洗耳球将溶 液从4球经3球、毛细管、2球抽至1球的2/3处，解去夹子，让C管通大气， 此时3球内的溶液即回入4球，使毛细管以下的液体悬空。毛细管以上的液体下 落，当液面流经a刻度时，立即按停表开始记时间，当液面降至b刻度时，再按 停表，测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间。重复这一操作至少三次，
液体黏度的测定实验报告记录
液体黏度的测定实验报告记录
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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 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。
(完整精品)大学物理实验报告之奥式粘计
大学物理实验报告 学院班级 实验日期 2017年5月23日实验地点：实验楼B411室
当黏滞系数为η的液体在半径为R 、长为L 的毛细管中稳定流动时，若细管两端的压强差为?P ，则根据泊肃叶定律，单位时间流经毛细管的体积流量Q 为： 48R P Q L πη?= （式1） 本实验用奥氏黏度计，采用比较法进行测量。 实验时，常以黏滞系数已知的蒸馏水作为比较的规范。先将水注人黏度计的球泡A 中，再用洗耳球将水从A 泡吸到B 泡内，使水面高于刻痕m ，然后将洗耳球拿掉，在重力作用下让水经毛细管又流回A 泡，设水面从刻痕m 降至刻痕n 所用的时间为t 1，若换以待测液体，测出相应的时间为t 2，由于流经毛细管的液体的体积相等，故有： V 1=V 2，即Q 1t 1=Q 2t 2 4412121288R P R P t t L L ππηη???=?∴ 即得222111 P t P t ηη??=??（式2） 式中η1和η2分别表示水和待测液体的黏滞系数。设两种液体的密度分别为ρ1和 ρ2，因为在两次测量中，两种液面高度差?h 变化相同，则压强差之比为 111222 P g h P g h ρρρρ??==??（式3） 代入式2，得 22 2111 t t ρηηρ= ?（式4） 从本实验最后的附表中查出实验温度下的ρ1、ρ2和η1值，则根据式4可求得待测液体的黏滞系数η2。 可见，如果一种液体的黏滞系数η1为已知，且两种液体的密度ρ1及ρ2可查表得到，则只要测出两种液体流经同一细管的时间t 1和t 2，即可根据式5算出被测液体的黏滞系数η2。本实验是已知蒸馏水的η1值，求待测酒精的η2值。黏滞系数的测定是医学和生物实验中常常遇到的。这种由一种物质的已知量求得另一种物质的相应未知
液体粘度的测定 实验报告
六、数据处理 由（4）可知，待 ,则 标 25时， 待标待 时， 待标待 时， 待标待 时， 待标待 表3黏度实验数据处理I 实验温度/25 30 35 40 水的密度 0.9970 0.9959 0.9940 0.9922 水 水的黏度 0.8904 0.7975 0.7194 0.6529 水 0.7852 0.7809 0.7767 0.7720 乙醇的密度 乙 水的流经时间 104.6 93.10 83.27 75.85 水 乙醇的流经时间154.9 141.6 130.6 117.2
乙 乙醇的黏度 乙 1.039 0.9507 0.8815 0.7981 以对作图，根据式(5)的直线关系求出无水乙醇的温度特性常数A 和B ，将数据处理结果列表 0.00318 0.003200.003220.003240.003260.003280.00330 0.003320.00334 0.003361/T (K -1 ) lg (Pa s) 表4 黏度实验数据处理II 实验温度 25 30 35 40
/ 乙0.01645 -0.02196 -0.05478 -0.09794 (1/T)/K 0.003356 0.003300 0.003247 0.003195 A/K 0.00142 B 0.00333 七、思考题 （1）液体黏度与温度有何关系？ 温度越高，黏度越低。 （2）简述测定流体黏度的原理和方法。 测定黏度通常测定一定体积的流体经一定长度垂直的毛细管所需的时间，然后根据泊赛耳公式计算其黏度，然而直接由实验测定液体黏度的黏度是比较困难的，通常采用测定液体对标准液体的相对黏度，用已知的标准流体的黏度来求出待测流体的黏度。 方法：奥氏黏度计、乌氏黏度计。
(推荐)粘度法测定水溶性高聚物分子量实验报告
黏度法测定水溶性高聚物分子量 一.实验目的 1. 测定水溶性高聚物聚乙烯醇的相对分子质量； 2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。 二.实验原理 高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一， 由于高聚物分子量大小不一，故通常测定高聚物分子量都是利用统计的平均分子量。常用的测定方法有很多，如粘度法、端基分析、沸点升高、冰点降低、等温蒸馏、超离心沉降及扩散法等，其中，用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”，记作。 增比黏度： 特性粘度：
时间与粘度的关系 N=n/n0=t/t0 (3-84) 三、仪器与试剂 恒温槽 1 套乌式黏度计 1支 1/10 秒表 1只聚乙烯醇 四、实验步骤 1.洗涤黏度计 取出一只黏度计，先用丙酮灌入黏度计 中，浸洗去留在黏度计中的高分子物质， 黏度计的毛细管部分，要反复用丙酮流 洗。方法是：用约 10 mL 丙酮至大球中， 并抽吸丙酮经毛细管 3 次以上，洗毕，
倾去丙酮倒入回收瓶中，再重复一次，然 后用吹风机吹干黏度计备用。 2.测定溶剂流出时间 在铁架台上调节好黏度计的垂直度和高度，然后将黏度计安放在恒温水浴中。用移液管吸取10mL 纯水，从A 管注入。于37℃恒温槽中恒温5min。进行测定时，在 C管上套上橡皮管，并用夹子夹住，使其不通气，在 B 管上用橡皮管接针筒，将蒸馏水从 F 球经 D 球、毛细管、E球抽到G球上（不能高出恒温水平面），先拔去针筒并解去夹子，使 C管接通大气，此时 D 球内液体即流回 F 球，使毛细管以上液体悬空。毛细管以上液体下流，当液面流经 a刻度时，立即按停表开始记录时间，当液面降到b刻度时，再按停表，测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间，重复操作两次，记录留出时间且误差不大于1-2s，取两次平均值为 t0， 3.溶液流出时间的测定 取出黏度计，倾去其中的水，加入少量的丙酮溶液润洗，经过各个瓶口流出，以达到洗净的目的。同上法安装调节好黏度计，用移液管吸取 10mL 溶液小心注入黏度计内（注意不能将溶液黏在黏度计的管壁上），在溶液恒温过程中，应用溶液润洗毛细管后再测定溶液的流出时间t。然后一次分别加入 2.0mL、3.0 mL、5.0 mL、10.0 mL 蒸馏水，按上述方法分别测量不同浓度时的t 值。每次稀释后都要将溶液在F 球中充分搅匀（可用针筒打气的方法，但不要将溶液溅到管壁上），然后用稀释液抽洗黏度计的毛细管、E 球和 G 球，使黏度计内各处溶液的浓度相等，而且须恒温。 五、数据处理及结论 1.数据整理（恒温槽温度：37℃） 为了作图方便，假定起始相对浓度是1，根据原理中的公式计算所得数据记录如下表 表一数据记录表
测量液体黏度实验报告定稿版
测量液体黏度实验报告 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
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ρρρ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=6πρρρ(1) r是小球的半径；ρ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=ρρρ+6πρρρ (2)
于是小球作匀速直线运动，由(2)式，并用3,,62 l d m d v r t πρ'===代入上式，并因为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 -gd 118(1 2.4)(1 1.6)t d d l D H ρρη'=++2（） (3) 其中ρ'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η，则其流 量Q 可以由泊肃叶定律表示： L P r Q ηπ84?= (4) 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 t L gL P r V ?+?=ηρπ8)(4 （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h 1，BD 间高度差为h 2。因
物理化学实验实验报告一B
粘度法测定高聚物相对分子质量 一．实验目的 1．掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。 2．测定线型聚合物聚乙二醇的粘均相对分子质量。 二．实验原理 聚合物的相对分子质量是一个统计的平均值。粘度法测定高聚物相对分子质量适用的相对分子质量范围为1×104～1×107，方法类型属于相对法。 粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数来表示。粘度分绝对粘度和相对粘度。绝对粘度有两种表示方法：动力粘度和运动粘度。相对粘度是某液体粘度与标准液体粘度之比。 溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度ηr，即ηr=η/ηo，相对于溶剂，溶液粘度增加的分数称为增比粘度，ηsp=ηr-1。 使用同一粘度计，在足够稀的聚合物溶液里，ηr=η/ηo=t/t o，只要测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到ηr；同时，在足够稀的溶液里，质量浓度c，ηr和[η] 之间符合经验公式：（lnηr）/c=[η]-β[η]2c，通过lnηr/c对c作图，外推至c=0时所得截距即为[η]；同时，在足够稀的溶液里，质量浓度c，ηsp和[η]之间符合经验公式：ηsp/c=[η]+k[η]2c，通过ηsp/c对c作图，外推至c=0时所得截距即为[η]。两个线性方程作图得到的截距应该在同一点。 聚合物溶液的特性粘度[η]与聚合物相对分子质量之间的关系，可以通过Mark——Houwink经验方程来计算，[η]=KMηα；Mη是粘均相对分子质量，K、α是与温度、聚合物及溶剂的性质相关的常数；聚乙二醇水溶液在30℃的K值为12.5×106/m3·kg-1，α值为0.78。 通过以上的原理阐述，就可以通过本次实验测定高聚物的粘均相对分子质量。三．实验仪器和试剂 仪器：恒温槽1套；乌氏粘度计1支；100ml容量瓶5只；秒表1只。 试剂：聚乙二醇（AR）；去离子水。 四．实验步骤 1．设定恒温槽温度为30℃±0.5℃。 2．配制溶液。8%(质量分数)的聚乙二醇溶液5ml、10ml、15ml、20ml、25ml定容于100ml容量瓶中。 3．洗涤粘度计。 4．测定溶剂流出时间t o，测定不同浓度的溶液流出时间t。 五．数据记录与处理 实验室室温：28.5℃大气压：101.52Kpa t o：纯溶剂在a、b线移动所需时间； t1：5ml8%聚乙二醇溶液定容于100ml容量瓶中溶液在a、b线移动所需时间； t2：10ml8%聚乙二醇溶液定容于100ml容量瓶中溶液在a、b线移动所需时间； t3：15ml8%聚乙二醇溶液定容于100ml容量瓶中溶液在a、b线移动所需时间； t4：20ml8%聚乙二醇溶液定容于100ml容量瓶中溶液在a、b线移动所需时间； t5：25ml8%聚乙二醇溶液定容于100ml容量瓶中溶液在a、b线移动所需时间； 所有溶液的密度以1×103kg/m3的水的标准密度，以简化计算。
大学物理实验报告英文版--液体粘滞系数测量
Physical Lab Report : Measurement of Liquid Viscosity Writer: No. Experiment 1: using falling ball method Experiment 2: using comparative method ⅠGoal of the experiment 1.Get familiar with basic tools to measure length,time,weight,etc. 2.Through the measurement of viscosity,learn principles about uncertainty evaluation. Ⅱ Principle of the experiment Experiment 1 G.G.Stokes derived the frictional force as vr F πη6=. When the ball move with a constant speed v,the frictional force ,the buoyant force,and gravity reach the equilibrium,so we have: ...)1080 19 1631)(3.31)(4.21(6)(34203+-+++=-e e R R h r R r rv g r πηρρπ (1) Therefore ,the viscosity can be measured by measuring the constant velocity via: ...) R R )(h r .)(R r .(s t g )ρ(ρr ηe e +-+++???-? ?= 2 1221080 19163133142192 (2) However,we estimate the complicated one to be simper: D d .s t g )ρ(ρd η4 21118 1'122+? ??-??=, (3) Where 1ρ is the density of the liquid and 2ρ is the density of the ball. Since 333426d m r m ππρ==,so the final formula is : D d .s t g )ρd m ( d η4211618 1 13 2+? ??-??= π (4) Experiment 2 Use comparative method,1 12212t t ρρηη=,where 1ρ is the density of water, 2ρ is the density of the liquid, 1t is the time required for water surface to drop from A to B, 2t is the time for the liquid.
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 222 1114－＝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 。 Vg mg ρπηνγ0 6+=(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： ()()()H d D d g L t d 6.114.21182 ++?? =ρρη(4)
粘度法测定聚合物的分子量实验报告
实验一 粘度法测定聚合物的分子量 粘度法是测定聚合物分子量的相对方法。高聚物分子量对高聚物的力学性能、溶解性、流动性均有极大影响。由于粘度法具有设备简单、操作方便、分子量适用范围广、实验精度高等优点，在聚合物的生产及科研中得到十分广泛的应用。本实验是采用乌氏粘度计测定甲苯溶液中聚苯乙烯粘度，进而测定求出PS 试样分子量。 一、实验目的要求 1、掌握粘度法测定聚合物分子量的实验基本方法。 2、了解粘度法测定聚合物分子量的基本原理。 3、通过测定特性粘度，能够计算PS 的分子量。 二、实验原理 1、粘性液体的牛顿型流动 粘性流体在流动过程中，由于分子间的相互作用，产生了阻碍运动的 内摩擦力，粘度就是这种内摩擦力的表现。即粘度可以表征粘性液体在流动过程中所受阻力的大小。 按照牛顿的粘性流动定律，当两层流动液体间由于粘性液体分子间的内摩擦力在其相邻各 流层之间产生流动速度梯度是（dr dv /），液体对流动的粘性阻力是：dr dv A F //?η= （1-1） 该式即为牛顿流体定律。 式中， η—液体粘度，单位（Pa ·s ）；A —平行板面积；F —外力。 符合牛顿流体定律的液体称为牛顿型液体。高分子稀溶液在毛细管中的流动基本属于牛顿型流动。在测定聚合物的特性粘度[η]时，以毛细管粘度计最为方便。 2、泊肃叶定律 高分子溶液在均匀压力p （即重力ρgh ）作用下，流经半径为R 、长度为L 的均匀毛细管，根据牛顿粘性定律，可以导出泊肃叶公式： LV t ghR 84ρπ=η （1-2） 式中，g —重力加速度；ρ—流体的密度；V —液出体积；t —流出时间。 由于液体在毛细管内流动存在位能，除克服部分内摩擦力外，还会使其获得动能，结果导致实测值偏低。因此，须对泊肃叶公式作必要的修正： Lt V m LV t ghR πρ-ρπ=η884 （1-3） 式中，m —毛细管两端液体流动有关常数。 若令LV ghR A 84π=；L mV B π=8，式（1-3）可简化为：t B At -=ρη （1-4） 3、聚合物溶液粘度的测定 采用乌氏粘度计测定聚合物溶液的粘度时，常用到以下两个参数： （1）相对粘度 ηη = ηr （1-5）
实验报告液体粘度的测量
肇 庆 学 院 电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告 07 级 电子(1) 班 2B 组 实验合作者 李雄 实验日期 2008年4月16日 姓名: 王英 学号 25号 老师评定 实验题目： 液体粘度的测量(落球法) 目的：根据斯托克斯公式用落球法测定油的粘滞系数 橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。 摩擦阻力作用，这就是粘滞阻力的作用。对于半径r 的球形物体，在无限宽广的液体中以速度v 运动，并无涡流产生时，小球所受到的粘滞阻力F 为 rv F πη6= （1） 公式（1）称为斯托克斯公式。其中η为液体的粘滞系数，它与液体性质和温度有关。 如果让质量为m 半径为r 的小球在无限宽广的液体中竖直下落，它将受到三个力的作用，即重力mg 、液体浮力f 为 g r ρπ33 4、粘滞阻力rv πη6，这三个力作用在同一直线上，方向如图1所示。起初速度小，重力大于 其余两个力的合力，小球向下作加速运动；随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。当小球所受合力为零时，即 063 403=--rv g r mg πηρπ （2） 小球以速度v 0向下作匀速直线运动，故v 0称收尾速度。由公式（2）可得 36)3 4 (rv g r m πρπη-= （3） 当小球达到收尾速度后，通过路程L 所用时间为t ，则v 0＝L /t ，将此公式代入公式（3）又得 t rL g r m ?-=πρπη6)34 (3 （4） 上式成立的条件是小球在无限宽广的均匀液体中下落，但实验中小球是在内半径为R 的玻璃圆筒中的液体里下落，筒的直径和液体深度都是有限的，故实验时作用在小球上的粘滞阻力将与斯托克斯公式给出的不同。当圆筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的。为此在斯托克斯公式后面加一项修正值，就可描述实际上小球所受的粘滞阻力。加一项修正值公式（4）将变成 t R r rL g r m ?? ?? ? ? +-=4.216)34 (3πρπη （5） 式中R 为玻璃圆筒的内半径，实验测出m 、r 、ρ、t 、L 和R ，用公式（5）可求出液 体的粘滞系数η。 实验内容：橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。 图1 图2
毛细管法测液体黏度实验原理
毛细管法测液体黏度实验原理 实际液体都具有不同程度的黏性。当液体流动时，平行于流动方向的各层液体的速度都不相同，即存在着相对滑动。于是，在各流层之间存在内摩檫力，这一内摩檫力亦称为黏性力。黏性力的方向沿相邻两流层接触面的切向，其大小与该流层处的速度梯度及接触面积成正比。比例系数η称为黏度，它表征了液体黏性的大小，与液体的性质和温度有关。 实际液体在水平细圆管中流动时，因黏性而呈分层流动状态，各流层均为同轴圆管。 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η，则细圆管的流量 L P r Q ηπ84?= 上式即泊肃叶定律。 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η。即 L P r t V Q ηπ84?= = （3.2-1） 式中V 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（3.2-1）可表示为： t L gL P r V ?+?=ηρπ8)(4 （3.2-2） 本实验所用的毛细管黏度计如图3.2-1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h 1，BD 间高度差为h 2。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： 常量=++P gh v ρρ2 2 1 对于图3.2-1中所示的C 处和A 处，若取0=A h ，则有 A c P v P v gh += ++2 0212 121ρρρ 其中C 处流速0≈c v ，P 0为大气压强，P A 为A 处压强。 所以有 2102 1v gh P P A ρρ- += 同理，对B 处与D 处应用伯努利方程可得B 处压强 2202 1v gh P P B ρρ--= v 为毛细管内的流体流速。由此，毛细管两端压强差为： )()(21L H g h h g P P P B A -=+=-=?ρρ （3.2-3） 将式（3.2-3）代入式（3.2-2）得： 图3.2-1 毛细管黏度计
落球法测量液体的黏滞系数实验报告
实验名称： 落球法测量液体的黏滞系数 实验目的： 测定蓖麻油的黏滞系数。 实验器材： 变温黏度测量仪，ZKY PID 温控实验仪，秒表，螺旋测微器，钢球若干。 (温控试验仪) （变温粘度仪）
实验原理: 如图1，质量为m 的金属小球在黏滞液体中下落时，它会受到三个力，分别是小球的重力G ，小球受到的液体浮力F 和黏滞阻力?。如果液体的黏滞性较大，小球的质量均匀、体积较小、表面光滑，小球在液体中下落时不产生漩涡，而起下落速度较小，则小球所受到的黏滞阻力为 ? =3vd πη （斯托克斯公式） （图一） 其中是η液体的黏度，d 是小球的直径，v 是小球在流体中运动时相对于流体的速度。 当小球开始下落时，速度较小，所受到的黏滞阻力也较小，这时小球的重力大于浮力和黏滞阻力之和，小球做加速运动；随着小球速度的增加，小球所受到的黏滞阻力也随着增加，当小球的速度达到一定的数值0v （称收尾速度）时，三个力达到平衡，小球所受合力为零，小球开始匀速下落，此时 +G F =? 即 003mg gV v d ρπη=+ 式中m V 、分别表示小球的质量和体积，0ρ表示液体的密度。如用ρ表示小球的密度，则小球的体积V 为 3 432d V π?? = ??? 小球的质量m 为 36 m V d π ρρ== 代入003mg gV v d ρπη=+并整理得 ()200 18gd v ρρη-=
本实验中，小球在直径为D 的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时黏滞阻力的表达式可加修正系数()1+2.4/d D ，而()200 18gd v ρρη-=可 修正为： 2 00()18(1 2.4) gd d v D ρρη-=+ 当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的黏度值又较小时，小球在液体中的平衡速度0v 会达到较大的值，奥西斯-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响： ?20319=31Re Re ......161080v d πη?? +-+ ??? 其中Re 称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。 00 e v d R ρη = 当Re 小于0.1时，可认为? =3vd πη、2 00()18(1 2.4) gd d v D ρρη-=+成立。当0.1Re 1<<时， 应考虑?20319=31Re Re ......161080v d πη?? +-+ ??? 中1级修正项的影响，当Re 大于1 时，还需考虑高级修正项。 考虑?20319=31Re Re ......161080v d πη?? +-+ ??? 中1级修正项的影响及玻璃管的影 响后，黏度1η可表示为： ()()()20101 =181 2.4/13Re/1613Re/16 gd v d D ρρηη-=+++ 由于3R e /16是远小于1的数，将()1/13Re/16+按幂级数展开后近似为 13Re/16-，()()()20101 =181 2.4/13Re/1613Re/16 gd v d D ρρηη-=+++又可表示为： 1003 =16 v d ηηρ-
液体黏度的测定实验报告
液体黏度的测定实验报 告 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
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 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。某些液体黏度的参考值见附录Ⅰ。 当一个小球在液体中缓慢下落时，它受到三个力的作用：重力、浮力和黏滞力。如果小球的运动满足下列条件：①在液体中下落时速度很小；②球体积很小；③液体在各个方向上都是无限宽广的，斯托克斯（S.G..Stokes ）指出，这时的黏滞力为 vr f πη6= （2-5-2） 式中η为黏度；v 为小球下落速度；r 为小球半径。此式即着名的“斯托克斯公式”。小球下落时，三个力都在竖直方向，重力向下，浮力和黏滞力向上。由式（2-5-2）知，黏滞力是随小球下落速度的增加而增加的。显然，如小球从液面下落，开始是加速运动，但当速度达到一定大小时，三个力的合力为零，小球则开始匀速下落。设这时速度为v ，v 称为“终极速度”。此时 rv g r πηρρπ6)(3 403 =- （2-5-3）
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