液体粘度的测量实验报告

液体粘度的测量实验报告
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)

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。流体流过毛细管的行为由泊肃叶(Poiseuille)方程描述:

l

dt dV r

ηδπ84

=(5)

其中dV 是dt 时间内流过液体的体积;δp 为毛细管两端压强差;r 、l 分别为毛细管的内半径和长度。

∫∫=

===V

V t h F l

g

rr dV V t h F l g

rr dV V 2

224

1

114)(8)(8βρπβρπ?1

1221

2t t ρρηη=(6)

如果已知η1则根据ρ1、ρ2测出t1、t2;就可以求得η2.这样,只要用绝对测量法测准一种液体的粘滞系数,就可以相对地测定其它液体的粘滞系数,从而省去l 、r 、V 、δp 等量的测量。3、实验仪器3.1旋转法旋转粘度计3.2落球法

盛有被测液体(蓖麻油)的量筒、温度计、小钢球、米尺、游标卡尺和千分尺、秒表3.3旋转法

芬氏粘度计、吸耳球、夹子、铁架台、量筒、盐水、蒸馏水、秒表、液体密度计4、实验过程4.1旋转法

(1)打开恒温水浴槽的控制器电源并设定温度;

(2)打开旋转粘度计的电源,等待一段时间让之达到稳定转速;

(3)当温度到达设定值且稳定,同时旋转粘度计的指针也稳定后,开始读数并记录。将读数乘以转子因子10,即得到液体的绝对粘度(mPa ·s );

(4)在室温到60度范围内,每隔3℃测量一次并记录下实验数据。4.2落球法

(1)1.选取6个一样的小球,测量直径d ;

(2)调整量筒的垂直度,测量量筒的内径D 、液面高度H ;

(3)调整上刻度线L1(选择油面下约10cm 的地方)和下刻度线L2,测量上下刻度线之间的距离L ;(4)分别测量6个小球通过该段距离L 所用时间t ;(5)在开始和结束时各测一次温度,取平均值。

(1)将已用蒸馏水清洗干净的芬氏粘度计固定在铁架台的夹子上,保持此状态不再变动;

(2)往管中倒入适量的蒸馏水,使之不超过两根刻度线中较低的一根;

(3)然后用吸耳球从没有刻度线的那一边管口吹气,直至另一侧水位高于较高的那根刻度线,然后放手,用秒表记录下水位从高刻度线一直降到低刻度线的时间t1;

(4)用液体密度计测出准备好的盐水的密度;

(5)将蒸馏水倒出并清理干净粘度计,然后往里倒入盐水,重复前三个步骤并测出t2。

5、数据分析

5.1旋转法

实验中测得的温度与粘滞系数对应数据如下表所示:

温度(℃)262932353841444750535660

粘滞系数

8 5.9 4.7 3.8 3.1 2.6 2.2 1.8 1.6 1.3 1.21

η(Pa·S)

拟合对应曲线如下:

5.2小球法

在室温为20.8℃的情况下测量小球下落时的数据:

量筒内径D=5.602cm;液面高度H=42.2cm;上下刻线之间的距离L=22cm;

=0.957g/cm3

金属球密度ρ=7.80g/cm3北京重力加速度g=9.8015m/s2蓖麻油密度ρ

小球编号直径(mm)下落时间t(s)

10.0802107.29

20.081107.16

30.0807106.32

40.0806105.52

50.0801106.39

60.08104.35

测得的粘滞系数如下所示:

小球编号123456

粘滞系数η(Pa·S)11.64811.86311.68311.56711.51811.269取平均值可得在室温20.8℃时蓖麻油的粘滞系数为η0=11.591

5.3比较法

在室温下分别测量盐水和蒸馏水流过粘度计两刻线之间的时间为

纯水:t1=155.59t2=156.95

_

1

t=156.27

蒸馏水:t1=171.45t2=173.25

_

2

t=172.35

测得盐水密度约为1.0565g/cm3

查表可知室温下纯水的粘滞系数为η

1

=0.997Pa·S,进而算出此时盐水的粘满系数为η2

=1.053Pa·S。

6.实验总结

虽然此次实验精度不高,但实验中了解了液体粘度及其测量的原理,熟悉了用旋转法,落球法和毛细管法等测量液体粘度的方法,有较大的收获。

固体热膨胀系数的测量实验报告图文稿

固体热膨胀系数的测量 实验报告 集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

固体热膨胀系数的测量 班级: 姓名: 学号: 实验日期: 一、实验目的 测定金属棒的线胀系数,并学习一种测量微小长度的方法。 二、仪器及用具 热膨胀系数测定仪(尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计等) 三、实验原理 1.材料的热膨胀系数 线膨胀是材料在受热膨胀时,在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内,固体受热后,其长度都会增加,设物体原长为L ,由初温t1加热至末温t2,物体伸长了 △L,则有 ()12t t L L -=?α (1) (2) 此式表明,物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比,和原长也成正比。比例系数称为固体的线胀系数。一般情况下,固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。 2.线胀系数的测量 在式(1)中△L 是个极小的量,这样微小的长度变化,普通米尺、游标卡尺的精度是不够的,可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。考虑到测量方便和测量精度,我们采用光杠杆法测量。光杠杆系统是由平面镜及底座,望远镜和米尺组成的。光杠杆放大原理如下图所示: 当金属杆伸长△L 时,从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2,这时()12t t L L -?= α

有: 带入(2)式得固体线膨胀系数为: 四、实验步骤及操作 1.单击登陆进入实验大厅 2.选择热力学试验单击 3.双击固体热膨胀系数的测量进入实验界面 4.在实验界面单击右键选择“开始实验” 5.调节平面镜至竖直状态 6.进行望远镜调节,调节方位、聚焦、目镜是的标尺刻线清晰,调节 中丝读数为0.0mm,并打开望远镜视野 7.单击铜棒测量长度,单击温度计显示铜棒温度,打开电源加热,记 录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止 8.单击卷尺,分别测量l、D, 9.以t为横轴,b为纵轴作b-t关系曲线,求直线斜率。 10.代入公式计算线膨胀系数值。 由图得k=0.3724 五、实验数据记录与处理 六、思考题 1.对于一种材料来说,线胀系数是否一定是一个常数为什么 答:不是。因为同一材料在不同的温度区域,其线性系数是不同的,有实验结果的事实可证明。 2.你还能想出一种测微小长度的方法,从而测出线胀系数吗? 答:目前想不到更好地方法。 3. 引起测量误差的主要因素是什么? 答:仪器的精准度,操作过程中的不可避免性的失误,温度变化的控制,铜棒受热不均匀等。

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。

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

固体热膨胀系数的测量实验报告

固体热膨胀系数的测量班级:姓名:学号:实验日期: 一、实验目的 测定金属棒的线胀系数,并学习一种测量微小长度的方法。 二、仪器及用具 热膨胀系数测定仪(尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计等) 三、实验原理 1.材料的热膨胀系数 线膨胀是材料在受热膨胀时,在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内,固体受 热后,其长度都会增加,设物体原长为L,由初温t1加热至末温t2,物体伸长了 △L,则有 () 1 2 t t L L- = ?α(1)(2) 此式表明,物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比,和原长也成正比。比例系 数称为固体的线胀系数。一般情况下,固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。 2.线胀系数的测量 在式(1)中△L是个极小的量,这样微小的长度变化,普通米尺、游标卡尺的精度是不够的,可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。考虑到测 量方便和测量精度,我们采用光杠杆法测量。光杠杆系统是由平面镜及底座,望远 镜和米尺组成的。光杠杆放大原理如下图所示: () 1 2 t t L L - ? = α

当金属杆伸长△L时,从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2,这时有:带入(2)式得固体线膨胀系数为: 四、实验步骤及操作 1.单击登陆进入实验大厅 2.选择热力学试验单击 3.双击固体热膨胀系数的测量进入实验界面 4.在实验界面单击右键选择“开始实验” 5.调节平面镜至竖直状态 6.进行望远镜调节,调节方位、聚焦、目镜是的标尺刻线清晰,调节中丝读 数为0.0mm,并打开望远镜视野 7.单击铜棒测量长度,单击温度计显示铜棒温度,打开电源加热,记录每升 高10度时标尺读数直至温度升高到90度止 l L D b b? = - 2 1 2 () D l b b L 2 1 2 - = ? () ()k DL l t t DL b b l 2 2 1 2 1 2= - - = α

电势-PH曲线实验报告

基 础 化 学 实 验 实验十二电势-pH曲线的测定 姓名:赵永强 指导教师:吴振玉

一、目的要求 1.掌握电极电势、电池电动势及pH 的测定原理和方法。 2. 了解电势-pH 图的意义及应用。 3. 测定Fe 3+/Fe 2+-EDTA 溶液在不同pH 条件下的电极电势,绘制电势-pH 曲线。 二、实验原理 很多氧化还原反应不仅与溶液中离子的浓度有关,而且与溶液的pH 值有关,即电极电势与浓度和酸度成函数关系。如果指定溶液的浓度,则电极电势只与溶液的pH 值有关。在改变溶液的pH 值时测定溶液的电极电势,然后以电极电势对pH 作图,这样就可得到等温、等浓度的电势-pH 曲线。 对于Fe 3+/Fe 2+-EDTA 配合体系在不 同的pH 值范围内,其络合产物不同,以Y 4-代表EDTA 酸根离子。我们将在三个不同pH 值的区间来讨论其电极电势的变化。 ①高pH 时电极反应为 Fe(OH)Y 2-+e FeY 2-+OH - 根据能斯特(Nernst)方程,其电极电势为: (标准) Φ=Φ-- 2--2Fe(OH)Y OH FeY ln a a a F RT ? 稀溶液中水的活度积K W 可看作水的离子积,又根据pH 定义,则上式可写成 (标准) Φ=Φ-b 1-F RT m m F RT 303.2ln -2-2Fe(OH)Y FeY -) ()(pH 其中1b =) )(()(ln 22--?Y OH Fe Kw FeY F RT γγ。 在EDTA 过量时,生成的络合物的浓度可近似看作为配制溶液时铁离子的浓度。即 m FeY 2- ≈m Fe 2+ 。在m Fe 2+ / m Fe 3+ 不变时,Φ与pH 呈线性关系。如图中的 cd 段。 ②在特定的PH 范围内,Fe 2+和Fe 3+能与EDTA 生成稳定的络合物FeY 2-和FeY -,其电极反应为 FeY - +e FeY 2- 其电极电势为 (标准) Φ=Φ-- 2FeY FeY ln a a F RT - 式中,(标准)Φ为标准电极电势;a 为活度,a =γ·m (γ为活度系数;m 为质量摩尔浓度)。

金属线胀系数的测定实验报告

实验5 金属线胀系数的测定 测量固体的线胀系数,实验上归结为测量在某一问题范围内固体的相对伸长量。此相对伸长量的测量与杨氏弹性模量的测定一样,有光杠杆、测微螺旋和千分表等方法。而加热固体办法,也有通入蒸气法和电热法。一般认为,用电热丝同电加热,用千分表测量相对伸长量,是比较经济又准确可靠的方法。 一、实验目的 1.学会用千分表法测量金属杆长度的微小变化。 2.测量金属杆的线膨胀系数。 二、实验原理 一般固体的体积或长度,随温度的升高而膨胀,这就是固体的热膨胀。设物体的温度改变t ?时,其长度改变量为L ?,如果t ?足够小,则t ?与L ?成正比,并且也与物体原长L 成正比,因此有 t L L ?=?α (1) 式(1)中比例系数α称为固体的线膨胀系数,其物理意义是温度每升高1℃时物体的伸长量与它在0℃时长度之比。设在温度为0℃时,固体的长度为0L ,当温度升高为t ℃时,其长度为t L ,则有 t L L L t α=-00/)( 即 )1(0t L L t α+= (2) 如果金属杆在温度为1t ,2t 时,其长度分别为1L ,2L ,则可写出 )1(101t L L α+= (3) )1(202t L L α+= (4) 将式(3)代入式(4),又因1L 与2L 非常接近,所以,1/12=L L ,于是可得到如下

结果: )(12112t t L L L --=α (5) 由式(5),测得1L ,2L ,1t 和2t ,就可求得α值。 三、仪器介绍 (一)加热箱的结构和使用要求 1.结构如图5-1。 2.使用要求 (1)被测物体控制于mm 4008?φ尺寸; (2)整体要求平稳,因伸长量极小,故仪器不应有振动; (3)千分表安装须适当固定(以表头无转动为准)且与被测物体有良好的接触(读数在0.2~0.3mm 处较为适宜,然后再转动表壳校零); (4)被测物体与千分表探头需保持在同一直线。 (二)恒温控制仪使用说明

气液平衡-实验报告解读

化工专业实验报告 实验名称:二元气液平衡数据的测定 实验人员: 同组人 实验地点:天大化工技术实验中心 606 室 实验时间: 2015年4月20日下午14:00 年级: 2014硕;专业:工业催化;组号: 10(装置2);学号:指导教师:______赵老师________ 实验成绩:_____________________

一.实验目的 (1)测定苯-正庚烷二元体系在常压下的气液平衡数据; (2)通过实验了解平衡釜的结构,掌握气液平衡数据的测定方法和技能; (3)应用 Wilson 方程关联实验数据。 二.实验原理 气液平衡数据是化学工业发展新产品、开发新工艺、减少能耗、进行三废处理的重要基础数据之一。化工生产中的蒸馏和吸收等分离过程设备的改造与设计、挖潜与革新以及对最佳工艺条件的选择,都需要精确可靠的气液平衡数据。这是因为化工生产过程都要涉及相间的物质传递,故这种数据的重要性是显而易见的。 平衡数据实验测定方法有两类,即间接法和直接法。直接法中又有静态法、流动法和循环法等。其中循环法应用最为广泛。若要测得准确的气液平衡数据,平衡釜是关键。现已采用的平衡釜形式有多种,而且各有特点,应根据待测物系的特征,选择适当的釜型。用常规的平衡釜测定平衡数据,需样品量多,测定时间长。所以,本实验用的小型平衡釜主要特点是釜外有真空夹套保温,釜内液体和气体分别形成循环系统,可观察釜内的实验现象,且样品用量少,达到平衡速度快,因而实验时间短。 以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多,但基本原理相同,如图 1 所示。当体系达到平衡时,两个容器的组成不随时间变化,这时从 A 和 B 两容器中取样分析,即可得到一组平衡数据。 图1 平衡法测定气液平衡原理图 当达到平衡时,除了两相的压力和温度分别相等外,每一组分的化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为:

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

电动势的测定及应用[实验报告]

实验报告 电动势的测定及其应用 一.实验目的 1.掌握对消法测定电动势的原理及电位差计,检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。 2.学会制备银电极,银~氯化银电极,盐桥的方法。 3.了解可逆电池电动势的应用。 二.实验原理 原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中,正极上发生还原反应,负极则发生氧化反应,电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用作电源外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质,从化学热力学得知,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: △r G m =-nFE 式中△r G m 是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中电子得失数;F 为法拉第常数;E 为电池的电动势。从式中可知,测得电池的电动势E 后,便可求得△r G m ,进而又可求得其他热力学参数。但须注意,首先要求被测电池反应本身是可逆的,即要求电池的电极反应是可逆的,并且不存在不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工作,即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行,此时只允许有无限小的电流通过电池。因此,在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时,所设计的电池应尽量避免出现液接界,在精确度要求不高的测量中,常用“盐桥”来减小液接界电势。 为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,一般均采用电位差计测量电池的电动势。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能分别测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池电动势。 附【实验装置】(阅读了解) UJ25型电位差计 UJ25型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计,其测量范围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或 mV V 17110-μ(1K 置10?档) 。使用V V 4.6~7.5外接工作电源,标准电池和 灵敏电流计均外接,其面板图如图5.8.2 所示。调节工作电流(即校准)时分别调节1p R (粗调)、2p R (中调)和3p R (细 调)三个电阻转盘,以保证迅速准确地调 节工作电流。n R 是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的,当温度不同 图5.8.2 UJ31型电位差计面板图 + - -++- + -标准 检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断粗 中 细 ×1 ×0.1 ×0.001 粗细短路

实验三 液体粘度的测定

实验三 液体粘度的测定 一.实验目的 1. 掌握用Ostwald 粘度计测定液体粘度的原理和方法。 2. 进一步掌握调节恒温槽的技术。 3. 了解温度对液体粘度的影响。 二.实验原理 液体的粘度η,亦称粘度系数,是指单位面积的液层以单位速度流过相隔单位距离的固定液层时所受的力。粘度的大小与分子间力有关,即与液体的性质有关。温度对液体的粘度的影响较大,一般温度升高,液体粘度变小。 若液体在毛细管中流动,则根据波华须尔公式可得: 48r Pt VL πη= 式中,r :毛细管半径;L :毛细管长度;V :液体的体积;t :液体流经长为L 的毛细管所经历的时间;P :管两端的压力。 按上式由实验来测定液体的绝对粘度是困难的,但测定液体对标准液体的比粘度是适用的,若已知标准液体的绝对粘度,则可求出另一种液体的粘度。 奥氏粘度计是毛细管粘度计的一种,适宜于测定低粘度液体,方法是用同一粘度计,分别测定两种液体在重力作用下流经同一毛细管,且流出体积相等时各所需时间,这样有: 411 18r Pt VL πη= , 422 28r P t VL πη= 从而, 111222 Pt P t ηη=。 式中,P = hgd 。h ,推动液体流动的液位差;d ,液体密度;g ,重力加速度。 如每次取样的体积一定,则可保持h 始终一致,则有: 111 222 d t d t ηη= 假如液体2的粘度η2为已知,则液体1的粘度η1可由下式求得: 11 12 22 d t d t ηη= 由于温度对液体粘度的影响很大,故测定液体在某一温度时的粘度,必须注意控制温度恒定。 本实验以25℃时的水为标准,测定20℃、25℃温度下无水乙醇及丙酮的粘度。 已知25℃下水的粘度为0.8904×10-3 Pa·s ,水的密度为0.99707 g·cm -3 ,乙醇的密度为 图3-1奥氏粘度计

原电池电动势的测定实验报告

实验九 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1.测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2.学会几种电极的制备和处理方法。 3.掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成。电池在放电过程中,正极起还原反应,负极起氧化反应,电池内部还可以发生其它反应,电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系: G nFE ?=- (9-1) 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中得失电子的数目;F 为法拉第常数(其数值为965001C mol -?);E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后,进而又可求出其它热力学函数。但必须注意,测定电池电动势时,首先要求电池反应本身是可逆的,可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆,亦即电池电极反应可逆; (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界; (3)电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行,亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中,常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。

在进行电池电动势测量时,为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池的电动势。由(9-1)式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为: 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s |||| 符号“|”代表固相(Zn 或Cu )和液相(4ZnSO 或4CuSO )两相界面;“‖”代表连通两个液相的“盐桥”;1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。 当电池放电时, 负极起氧化反应: { }22()()2Zn Zn s Zn a e ++-+? 正极起还原反应: 22()2()Cu Cu a e Cu s ++-+? 电池总反应为: 2222()()()()Cu Zn Zn s Cu a Zn a Cu s ++++++? 电池反应的吉布斯自由能变化值为: 22ln Cu Zn Zn Cu a a G G RT a a ++?=?- (9-2) 上述式中G ?为标准态时自由能的变化值;a 为物质的活度,纯固体物质的活度等于1,即1Cu Zn a a ==。而在标态时,221Cu Zn a a ++==,则有: G G nFE ?=?=- (9-3) 式中E 为电池的标准电动势。由(9-1)至(9-1)式可得: 22ln Zn Cu a RT E E nF a + + =- (9-4) 对于任一电池,其电动势等于两个电极电势之差值,其计算式为: E ??+-=- (9-5) 对铜-锌电池而言 22,1 ln 2Cu Cu Cu RT F a ??+ + += - (9-6)

线膨胀系数实验报告参考

线胀系数测量实验报告参考稿 【实验目的】 1.学习并掌握测量金属线膨胀系数的一种方法。 2.学会用千分表测量长度的微小增量。 【实验仪器】 FB712型金属线膨胀系数测量仪一台,千分表(1-0-0.001mm )一个,待测铜管一根。 【实验原理】 材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。 如图所示,待测铜管的线胀系数为: () t L L ???= α 式中L 为温度为1t 摄氏度时的管长,L ?为管受热后温度从1t 升高到2t 时的伸长量,t ?为管受热前后的温度升高量 (12t t t -=?) 。 该式所定义的线胀系数的物理意义是固体材料在()21t , t 温度区域内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,其单位为()1 C -?。 【实验内容和步骤】 1.把样品铜管安装在测试架上。连接好加热皮管,打开电源开关,以便从仪器面板水位显示器上观察水位情况。水箱容积大约为ml 750。 3.加水步骤:先打开机箱顶部的加水口和后面的溢水管口塑料盖,用漏斗从加水口往系统内加水,管路中的气体将从溢水管口跑出,直到系统的水位计仅有上方一个红灯亮,其余都转变为绿灯时,可以先关闭溢水管口塑料盖。接着可以按下强制冷却按钮,让循环水泵试运行,由于系统内可能存在大量气泡,造成水位计显示虚假水位,只有利用循环水泵试运行过程,把系统内气体排出,这时候水位下降,仪器自动保护停机。 4.设置好温度控制器加热温度:金属管加热温度设定值可根据金属管所需要的实际温度值设置。 5.将铜管(或铝管)对应的测温传感器信号输出插座与测试仪的介质温度传感器插座相连接。将千分尺装在被测介质铜管(或铝管)的自由伸缩端固定位置上,使千分表测试端与被测介质接触,为了保证接触良好,一般可使千分表初读数为mm 2.0左右,只要把该数值作为初读数对待,不必调零。(如认为有必要,可以通过转动表面,把千分尺主指针读数基本调零,而副指针无调零装置。) 6.正常测量时,按下加热按钮(高速或低速均可,但低速档由于功率小,一般最多只能加热到C 50?左右),观察被测金属管温度的变化,直至金属管温度等于所需温度值(例如C 35?)。.

活度系数实验报告

实验三 色谱法测定无限稀释溶液的活度系数 一、实验目的 1. 用气液色谱法测定苯和环己烷在邻苯二甲酸二壬酯中的无限稀释活度系数。 2. 通过实验掌握测定原理和操作方法。熟悉流量、温度和压力等基本测量方法。 3. 了解气液色谱仪的基本构造及原理。 二、基本原理 采用气液色谱测定无限稀释溶液活度系数,样品用量少,测定速度快,仅将一般色 谱仪稍加改装,即可使用。目前,这一方法已从只能测定易挥发溶质在难挥发溶剂中的 无限稀释活度系数,扩展到可以测定在挥发性溶剂中的无限稀释活度系数。因此,该法 在溶液热力学性质研究、气液平衡数据的推算、萃取精馏溶剂评选和气体溶解度测定等 方面的应用,日益显示其重要作用。 当气液色谱为线性分配等温线、气相为理想气体、载体对溶质的吸附作用可忽略等 简化条件下,根据气体色谱分离原理和气液平衡关系,可推导出溶质i 在固定液j 上进 行色谱分离时,溶质的校正保留体积与溶质在固定液中无限稀释活度系数之间的关系式。 根据溶质的保留时间和固定液的质量,计算出保留体积,就可得到溶质在固定液中的无 限稀释活度系数。 实验所用的色谱柱固定液为邻苯二甲酸二壬酯。样品苯和环己烷进样后汽化,并与 载气2H 混合后成为气相。 当载气2H 将某一气体组分带过色 谱柱时,由于气体组分与固定液的相互 作用,经过一定时间而流出色谱柱。通 常进样浓度很小,在吸附等温线的线性 围,流出曲线呈正态分布,如右图 所示。 设样品的保留时间为r t (从进样到样品峰顶的时间),死时间为d t (从惰性气体空气 进样到其峰顶的时间),则校正保留时间为: d r r t t t -=' (1)

校正保留体积为: c r r F t V ?=' ' (2) 式中,c F ——校正到柱温、柱压下的载气平均流量,s /m 3 校正保留体积与液相体积l V 关系为: K V V l r ?=' (3) 而 g i l i c c K = (4) 式中,3m 液相体积,--l V ; 分配系数--K ; 3m /mol 样品在液相中的浓度,--l i c ; 3m /mol 样品在气相中的浓度,--g i c 。 由式(3)、(4)可得: l i g i l i V V c c '= (5) 因气相视为理想气体,则 c i g i RT p c = (6) 而当溶液为无限稀释时,则 l i l l i M x c ρ= (7) 式中,气体常数--R ; 3m /kg 纯液体的密度,--l ρ; 固定液的分子量--i M ; 的摩尔分率样品i --i x ; Pa 样品的分压,--i p ; K 柱温,--c T 。

恒温槽调节及液体粘度的测定

实验1 恒温槽调节及液体粘度的测定 一、实验目的 1.了解恒温槽的构造、控温原理,掌握恒温槽的调节和使用。 2.掌握一种测量粘度的方法。 二、实验原理 1. 恒温槽 许多化学实验中的待测数据如粘度、蒸气压、电导率、反应速率常数等都与温度密切相关,这就要求实验在恒定温度下进行,常用的恒温槽有玻璃恒温水浴和超级水浴两种,其基本结构相同,主要由槽体、加热器、搅拌器、温度计、感温元件和温度控制器组成,如图1所示。 恒温槽恒温原理是由感温元件将温度转化为电信号输送给温度控制器,再由控制器发出指令,让加热器工作或停止工作。 水银定温计是温度的触感器,是决定恒温程度的关键元件,它与水银温度计的不同之处是毛细管中悬有一根可上下移动的金属丝,从水银球也 引出一根金属丝,两根金属丝温度控制器相联接。调节温度时,先松开固定螺丝,再转动调节帽,使指示铁上端与辅助温度标尺相切的温度示值较欲控温度低1~2℃。当加热到下部的水银柱与铂丝接触时,定温计导线成通路,给出停止加热的信号(可从指示灯辨出),此时观察水浴槽中的精密温度计,根据其与欲控温度的差值大小进一步调节铂丝的位置。如此反复调节,直至指定温度为止。 恒温槽恒温的精确度可用其灵敏度衡量,灵敏度是指水浴温度随时间变化曲线的振幅大小。即 灵敏度 = 2 ()(最低温度)最高温度t t 灵敏度与水银定温计、电子继电器的灵敏度以及加热器的功率、搅拌器的效率、各元件的布局等因素有关。搅拌效率越高,温度越容易达到均匀,恒温效果越好。加热器功率大,则到指定温度停止加热后释放余热也大。一个好的恒温槽应具有以下条件:①定温灵敏度高;②搅拌强烈而均匀;③加热器导热良好且功率适当。各元件的布局原则:加热器、搅拌器和定温计的位置应接近,使被加热的液体能立即搅拌均匀,并流经定温计及时进行温度控制。 图1 恒温槽装置示意图 1— 浴槽;2—加热器;3搅拌器;4—温度计; 5—水银定温计;6—恒温控制器;7—贝克曼温度计

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。

01气液平衡实验报告

一、实验目的 1、了解和掌握用双循环汽液平衡器测定二元系统气液平衡数据的方法。 2、了解缔合系统汽—液平衡数据的关联方法,从实验测得的T-p-x-y 数据计算各组分的活度系数。 3、通过实验了解平衡釜的构造,掌握气液平衡数据的测定方法和技能。 4、掌握二元系统气液平衡相图的绘制。 二、实验原理 以循环法测定气液平衡数据的平衡釜类型虽多,但基本原理相同,如图1所示。当体系达到平衡时,两个容器的组成不随时间变化,这时从A和B两容器中取样分析,即可得到一组平衡数据。 图1、平衡法测定气液平衡原理图 当达到平衡时,除了两相的温度和压力分别相等外,每一组分化学位也相等,即逸度相等,其热力学基本关系为: L i f =V i f (1) 0i i i i i py f x ?γ= 常压下,气相可视为理想气体,再忽略压力对流体逸度的影响,0i i p f = 从而得出低压下气液平衡关系式为: i py =0i i i r p x (2) 式中,p ——体系压力(总压); 0i p ——纯组分i 在平衡温度下的饱和蒸汽压,可用Antoine 公式计算; i x 、i y ——分别为组分i 在液相和气相中的摩尔分率; i γ——组分i 的活度系数 由实验测得等压下气液平衡数据,则可用

i y = i i i py x p (3) 计算出不同组成下的活度系数。 本实验中活度系数和组成关系采用Wilson 方程关联。Wilson 方程为: ln γ1=-ln(x 1+Λ12x 2)+x 2( 212112x x Λ+Λ -121221 x x Λ+Λ) (4) ln γ2=-ln(x 2+Λ21x 1)+x 1( 121221x x Λ+Λ -2 12112 x x Λ+Λ) (5) Wilson 方程二元配偶函数Λ12和Λ21采用非线性最小二乘法,由二元气液平衡数据回归得到。 目标函数选为气相组成误差的平方和,即 F =2221211((j m j j y y y y ))计实计实-+-∑= (6) 三、实验装置和试剂 1、实验的装置:平衡釜一台、阿贝折射仪一台、超级恒温槽一台、50-100十分之一的标准温度计一支、0-50十分之一的标准温度计一支、1ml 注射器4支、5ml 注射器1支。 2 、实验的试剂:无水甲醇、异丙醇。 四、实验步骤 1、开启超级恒温槽,调温至测定折射率所需温度25℃或30℃。 2、测温套管中倒入甘油,将标准温度计插入套管中,并将其露出部分中间

物理化学-实验十四:电解质溶液活度系数的测定

实验十四电解质溶液活度系数的测定 一、实验目的 1.掌握用电动势法测定电解质溶液平均离子活度系数的基本原理和方法。 2.通过实验加深对活度、活度系数、平均活度、平均活度系数等概念的理解。 3.学会应用外推法处理实验数据。 二、基本原理 活度系数是用于表示真实溶液与理想溶液中任一组分浓度的偏差而引入的一个校正因子,它与活度a、质量摩尔浓度m之间的关系为: (1) 在理想溶液中各电解质的活度系数为1,在稀溶液中活度系数近似为1。对于电解质溶液,由于溶液是电中性的,所以单个离子的活度和活度系数是不可测量、无法得到的。通过实验 只能测量离子的平均活度系数,它与平均活度、平均质量摩尔浓度之间的关 系为: (2) 平均活度和平均活度系数测量方法主要有:气液相色谱法、动力学法、稀溶液依数性法、电动势法等。本实验采用电动势法测定ZnCl2溶液的平均活度系数。其原理如下: 用ZnCl2溶液构成如下单液化学电池: 该电池反应为: 其电动势为:(3) (4) 根据:(5) (6) (7) 得:(8) 式中:,称为电池的标准电动势。 可见,当电解质的浓度m为已知值时,在一定温度下,只要测得E 值,再由标准电极

电势表的数据求得,即可求得。 值还可以根据实验结果用外推法得到,其具体方法如下: 将代入式(8),可得: (9) 将德拜-休克尔公式:和离子强度的定义:代入到式(9),可得: (10) 可见,可由图外推至时得到。因而,只要由实验测出用不同浓度的ZnCl2溶液构成前述单液化学电池的相应电动势E值,作图,得到一条 曲线,再将此曲线外推至m=0,纵坐标上所得的截距即为。 三、仪器及试剂 仪器LK2005A型电化学工作站(天津兰力科化学电子公司),恒温装置一套,标准电池,100 ml容量瓶6只,5 ml和10 ml移液管各1支,250 ml和400 ml 烧杯各 1 只,Ag /AgCl电极,细砂纸。 试剂ZnCl2(A.R),锌片。 四、操作步骤 1.溶液的配制: 用二次蒸馏水准确配制浓度为 1.0 mol.dm-3的ZnCl2溶液250ml。用此标准浓度的ZnCl2溶液配制0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 和0.2 mol.dm-3标准溶液各100 ml。 2.控制恒温浴温度为25.0 ± 0.2 ℃。 3。将锌电极用细砂纸打磨至光亮,用乙醇、丙酮等除去电极表面的油,再用稀酸浸泡片刻以除去表面的氧化物,取出用蒸馏水冲洗干净,备用。 4.电动势的测定:将配制的ZnCl2标准溶液,按由稀到浓的次序分别装入电解池恒温。将锌电极和Ag/AgCl电极分别插入装有ZnCl2溶液的电池管中,用电化学工作站分别测定各种在ZnCl2浓度时电池的电动势。 5.实验结束后,将电池、电极等洗净备用。

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。

金属线膨胀系数测量实验报告

梧州学院学生实验报告 成绩: 指导教师: 专业: 班别: 实验时间: 实验人: 学号: 同组实验人: 实验名称:金属线膨胀系数测量 实验目的:1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。 2、学会使用千分表。 实验仪器: 型号规格 单位 数量 备注 FB7 1 2型金属线膨 胀系数测定仪 台 1 被测件测试架 台 1 千分表 只 1 传感器连接线 根 2 L=80c m 红黑各一根 小漏斗 只 1 电源线 根 1 实验讲义(说明书)] 本 1 注意事项:1、做实验前必须精读FB712型金属线膨胀系数测定仪的使用说明书,正规操作 2 、注意千分表的使 用规范。 FB712型金属线膨胀系数测量仪实验装置示意图 【实验原理】 材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。 特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。 固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明,在一定的温度范围内,原长为 L 的物体, 受热后其伸长量厶L 与其温度的增加量△ t 近似成正比,与原长L 亦成正比,即: △ L=a ? L ?△ t (1) 式中的比例系数a 称为固体的线膨胀系数(简称线胀系数)。大量实验表明,不同材料的线胀系数 不同,塑料的 47 -J?V 叱-■: <■:"負号 ■'a ^_A s'.Vi Pf jW 丹 >¥ -i~ ■ "I irtf I - *■ 4 !■":■_! 牡二盂:J 豪迂二辽山输咤或典: &::?,、性%世*巴电冷忙即卜亠:.豆凳;其 応宓云I 恣心加[文 图&匹丁型金属线勝胀無数测定仪实物黑片 强制风冷 低速如撰 高速&]壇 盥控设齧 放水阀 H 水fr 匕 千分表 铝骨 FT1碱度传感黯 循环水管 削* 口 金廉管温度扬示 甥管 爲虔倩号践 S 度 指

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

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