实验三 液体粘滞系数的测定

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1、实验三液体粘滞系数的测定方法一：用乌式粘度计测定酒精的粘滞系数 [实验目的]1．1． 进一步巩固和理解粘滞系数的概念。2．2． 学会一种测定粘滞系数的方法。[实验器材]粘度计、铁架台、秒表、温度计、打气球、玻璃缸、蒸馏水、酒精、量杯。[仪器描述]如图3-1所示，粘度计是由三根彼此相通的玻璃管A、B、C构成。A管经一胶皮管与一打气球相连，A管底部有一大玻璃泡，称为贮液泡；B管称为测量管，B管中部有一根毛细管，毛细管上有一大和一小两个玻璃泡，在大泡的上下端分别有刻线N、N′；C管称为移液管，C管上端有一乳胶管，为的是在C管处设置夹子。整个实验是在装

2、满水的玻璃缸中进行。[实验原理]图3-1乌式粘度计一切实际液体都具有一定的“粘滞性”，当液体流动时，由于粘滞性的存在，不同的液层有不同的流速v（如图3-2），流速大的一层对流速小的一层施以拉力，流速小的一层对流速大的一层施以阻力，因而各层之间就有内磨擦力的产生，实验表明，内磨擦力的大小与相邻两层的接触面积S及速度梯度dv/dy成正比，即··式中的比例系数叫做粘滞系数，又叫内磨擦系数。不同的液体具有不同的粘滞系数。一般情况下，液体的值随温度的升高而减少。在国际单位制中，的单位为帕·秒（Pa·s）。图3-2速度梯度当粘滞液体在细管中作稳恒流动时，若

3、管的半径为R，管长为L，细管两端的压强差为ΔP1，液体的粘滞系数为，则在时间t1内液体流经细管的体积V可依泊肃叶公式求出：（3-1）同理，对于同一细管，若换用另一种粘滞系数为的液体，并假设这时细管两端的压强差为ΔP2，体积仍为V的液体流经细管所需时间为t2，则有：（3-2）由（3-1）式和（3-2）式得（3-3）如果实验时把细管铅垂方向放置，则压强差是由重力引起的，于是（3-4）此处及是两种不同液体的密度，将（3-4）式代入（3-3）式，得（3-5）可见，如果一种液体的粘滞系数为已知，且两种液体的密度及可查表得到，则只要测出两种液体流经同一细管

4、的时间t1和t2，即可根据（3-5）式算出被测液体的粘滞系数.本实验是已知水的值，求待测酒精的值。粘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量方法称之为比较测量法，是实验科学中常用的方法之一。[实验步骤]1．松开固定粘度计的夹子，取出粘度计，分别将蒸馏水灌入粘度计的B管、C管中冲洗粘度计，并用打气球将水挤出。2．把洗好的粘度计放在充满水的玻璃缸中，将粘度计调整为铅垂状态，此时旋紧固定粘度计的夹子。3．在实验过程中，为尽量保证温度稳定，特将粘度计放在盛有室温水的玻璃缸内进行。4．打开阀门1和阀门2，

5、将蒸馏水由C管灌入粘度计内，灌到贮液泡四分之三的体积时，即可停止注入蒸馏水。5．关闭阀门1和旋紧阀门2，用手按动打气球，此时水开始从B管中上升，当蒸馏水上升到B管顶端的小泡位置时，即可停止打气。6．先打开阀门1，然后再旋松阀门2，此时水开始从B管中往下降，当水面刚刚降落到刻线N时，用秒表计时，直到液面下降到N′时停止计时，这个时间间隔即为t1.7．重复步骤5、步骤6，测量水流过N、N′所用的时间t1，重复3次，将数据填入表中。8．记下玻璃缸中温度计的读数T1.9．将粘度计取下，倒出蒸馏水，用待测液（本实验用酒精）精洗一下粘度计，然后倒出酒精。1

6、0．把用待测液（酒精）清洗后的粘度计放入玻璃缸中，并调成铅垂状态，固定住粘度计。11．将待测液（酒精）从C管中灌入，灌到贮液泡体积的四分之三时，即可停止注入酒精。12．重复步骤5、步骤6，测量酒精流过N、N′所用的时间t2，重复3次，将数据填入表中。13．记下玻璃缸中温度计的读数T2.14．实验完毕将酒精倒入回收酒精的烧杯中。15．从本实验讲义的附表中，查出实验温度下水的密度和水的粘滞系数值，再查出待测液体的密度，根据（3-5）式求出待测液体的粘滞系数.[数据记录与处理]数项据目次数蒸馏水t1(s)酒精t2(s)绝对误差Δt1(蒸馏水)(s)绝

7、对误差Δt1(酒精)(s)1    2    3    平均    T1=℃T2=℃温度=℃查表：水的密度=酒精的密度=水的粘滞系数=计算：结果：[注意事项]1.打气时不要过猛，以免水从B管中喷出。2.本实验过程中，拿取粘度计及清洗粘度计时，要用拇指和食指拿住最粗的管子即A管，切记不可大把抓。3.在测量过程中，粘度计要竖直放置并浸入玻璃缸的水中。[思考题]1．实验中应注意哪些事项？2．本实验中误差产生的主要原因是什么？              方法二：用奥氏粘度计测定乙醇的粘滞系数 [实验目的]1．1． 进一步理解液体的粘滞性。2．2． 掌握

8、用奥氏粘度计测定液体粘滞系数的方法。[实验器材]奥氏粘度计、温度计、秒表、乙醇、蒸馏水、移液管、洗耳球、大烧杯、物理支架。[仪器描述]奥氏粘度计的形状