测量液体黏度实验报告

液体黏度的丈量物理学系一、前言黏滞性是指液体.气体和等离子体内部阻挡其相对流淌的一种特点.若是在流淌的流体中平行于流淌倾向将流体分红流速不合的各层,则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流淌倾向相反的阻力或曳力消逝.液体的黏度在医学.分娩.生涯实践中都有异样主要的意义.例如,好多血汗管疾病都与血液的黏度相关;石油在封闭的管道中输送时,其输运特点与黏滞性亲近相关.本实验旨在学会应用毛细管和落球法测定液体黏度的道理并懂得分别适用规模,控制温度计.密度计.电子秒表.螺旋测微器.游标卡尺的应用,并学会进行两种丈量方法的偏差解析.二、实验道理（一）落球法当金属小圆球在黏性液体中着落时,它遇到和粘滞阻力.若是液体无量深广,鄙人落速度有斯托克斯公式

3个力,重力mg.浮力v较小下,粘滞阻力FF=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,活动一段光阴后,速度增大,达到三个力平衡

,即mg=

+6

(2)于是小球作匀速直线活动

,由(2)

式,

并用

m

d3

,v

l

,r

d

代入上式

,6

t

2并由于待测液体不克不及满足无量深广的前提

,为满足现实前提而进行改正得（21-）gdt(3)18ldd(1)2.4)(11.6DH其中为小球资料的密度,d为小球直径,l为小球匀速着落的距离,t为小球着落l距离所用的光阴,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能够由泊肃叶定律示意：Q

r4P8L(4)由泊肃叶定律,再加受骗毛细管沿竖直地位搁置时,应商酌液体自己的重力感动.是以,能够写出Vr4(PgL)t8L（5）本实验所用的毛细管黏度计如图1所示,实验时将必然量的液体注入右管,用吸球将液体吸至左管.保持黏度计竖直,而后让液体经毛细管流

图1毛细管黏度计回右管.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.由于液面在CA及BD两部分中降低及上升的极其缓慢（管泡半径弘远于毛细管半径）,液体内摩檫消耗细小,故可近似作为想象液体,且流速近似为零.设毛细管内液体的流速为v,由伯努利方程可推得Vr4gHt8L（6）由于现真相形下不轻易丈量,本实验采纳比较丈量法,即应用一致支毛细管黏度计,测两种不合液体流过毛细管的光阴.丈量时取相同的体积密度分别为1和2的两种液体,分别测出两种液体的液面从C降到A（体积为V）所需的光阴t1和t2,由于都是定值,是以可得下式V1V2t11和t22（7）（7）中的两式比较可得21

2t21t1（8）式中1和2分别为两种不合液体的黏度,若已知1.1和2,只需测出t1和t2便可求出第二种液体的黏度.这类方法就叫做比较丈量法.三、实验装置及进度（一）实验装置落球法：落球法黏度丈量仪1套（包括铁架台,盛有蓖麻油的长试管和铅垂线）;千分尺.游标卡尺各1把,电子秒表1只（型号12003-1A）,玻璃皿1个;1m钢尺,盛有蓖麻油的量筒1个（内悬温度计.密度计各1根）.毛细管法：奥氏黏度计;解析纯无水乙醇.蒸馏水;密度计.温度计.秒表;烧杯.移液管.洗耳球;（二）实验进度落球法：调理玻璃圆筒铅直.调剂标志线地位,用钢尺丈量并记录地位,此实验中选了三条.投下第1颗小钢珠前记录室温,测完最后1颗小钢珠的着落光阴后再记录油温,二者求均匀;分别丈量5颗小钢珠的直径和匀速活动部分的着落光阴.毛细管法：用移液管将5.00ml的蒸馏水注入黏度计右管中,而后将蒸馏水吸至左管且使液面高于C刻痕以上.记下液面自C降到A所用光阴t1,着频频五次取t1的均匀值;将水倒出并用酒精清洗黏度计,用移液管将5.00ml的酒精注入黏度计右管中,频频上述步伐,测出酒精液面自C降到A所用的光阴t2,频频测5次;实验进度中要不雅察温度的更改和记录温度T.用密度计丈量水的密度,并分别从附表中查得酒精的密度和水的黏度.四、实验成就及解析1.预实验地位/cmABC时刻/分秒0分0秒0分22秒961分31秒85光阴t/s0地位/cmABC时刻/分秒0分0秒0分9秒300分37秒41光阴t/s0地位/cmABC时刻/分秒0分0秒0分22秒951分31秒06光阴t/s0解析：（1）第一组时不雅察小球下削发明并没完好调剂铅直,于是进行调剂,由第一组和第三组数据能够看出,第三组是调剂后的,光阴比第一组小,符合推理.（2）选择小球大小：由实验道理中的公式,得到匀速活动时的速度v的表达式为()gV2()gr2,则v2,即t16r9rr2v

.由第二第三组能够看出,直径越大着落越快,实验不雅察符合推理.则为了减小光阴的相对偏差,一方面将l取值大些,取为30.00cm.另一方面,选择使t长一些,即v小一些,那么就要选相对小的球.于是在接下来均选择直径在1.01到1.02mm的小球进行实验.2.T2=25.2℃,=（7.900.01）10333*kg/m,=0.9585g/cm,g9.7940.001m/s2表4：各小球直径及在BC段活动光阴记录表序号直径记录/mm直径真切值/mmtB/分秒tC/分秒t/s1022361291320227113019301008118474022341294750223613002均匀表5：圆筒内径丈量记录表序数12345均匀圆筒内径/mm3.数据办理：把数据代入公式(3),则332=(7.900.9585)109.794(1.01610)67.59不一定度的筹算：5d)2(di103mm,uB2(d)0.004mmuA(d)i13.355435t)2226m,u(t)(ti(d)(d)4.068910i10.292su(d)uAuB254u(l)2uB2(l)uB2(l)7.124104m,个均分度1mm,取12由于D,H对不一定度影响细小,因此筹算时大意失意：于是u()(0.780.03)Pas偏差解析：（1）实验中放小球要先浸入油中再开释以担保初速度为零,若开释时与油面有距离,可能惹起湍流.（2）秒表应用由于人的反应光阴差异,可能引入很大偏差.（3）其余身分已在不一定度筹算中得以表现.（建议：若应用电子装备,如光电门等装置记录光阴和地位的话会进步很大精度）（一）毛细管法：室温初温25.0℃,液体体积5.00ml,水的密度0.962g/cm3,室温末温22.8℃,酒精温度21.0℃,水温度20.8℃表6：毛细管法丈量液体黏度光阴记录表序数蒸馏水酒精t1/分秒t1/st2/分秒t2/s1128122148521280621488312784215194127692154151288921547均匀值数据办理：H2O200.8(2120)0.99103PasC2H5OH210.78860103kg/m3,C2H5OHH2OC2H5OHt21.245103PasH2Ot1于是有u()(1.2450.003)103Pas偏差解析：（1）酒精与水体积不一致,可能由以下几个原由造成：酒精挥发;清洗后黏度计中液体并未全体流出;在移液管中残留量不合.（2）实验进行时正当秋季,而且光阴是下午四点阁下,温度降低很快,因此实验进前进度中间温度有更改.（3）实验中密度计测出水的密度为0.962g/cm3,与1不一样很大（4）其余身分在不一定度筹算中有表现.五、实验结论经由过程实验懂得了黏度的物理意义,并用落球法和毛细管的比较丈量法进行了丈量u()(0.780.03)Pas.

,落球法丈量得在25.2℃油的黏度毛细管法