液体粘度系数的测定
液体粘滞系数的测定
实验项目介绍实验资料：实验名称：落球法液体粘滞系数测定指导教师：kunter可预约计划：0 执行教室：1实605实验类型：综合实验仪器：FD-VM-Ⅱ落球法粘滞系数测定仪仪器套数：6准备天数：3实验介绍：用落球法测定液体的粘滞系数一、实验目的和意义液体都具有粘滞性，液体的粘滞系数（又称内摩擦系数或粘度）是液体粘滞性大小的量度，也是粘滞流体的主要动力学参数。
研究和测定流体的粘滞系数，不仅在物性研究方面，而且在医学、化学、机械工业、水利工程、材料科学及国防建设中都有很重要的实际意义。
例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足状态，可能引发多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状，因此，测量血液粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
液体的粘度受温度的影响较大，通常随着温度的升高而迅速减小。
测定粘滞系数的方法有多种，如转筒法、毛细管法、落球法等。
转筒法，利用外力矩与内摩擦力矩平衡，建立稳定的速度梯度来测定粘度，常用于粘度为0.1～100的流体；毛细管法，通过一定时间内流过毛细管的液体体积来测定粘度，多用于粘度较小的液体如水、乙醇、四氯化碳等；落球法，通过小球在液体中的匀速下落，利用斯托克斯公式测定粘度，常用于粘度较大的透明液体如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等。
本实验学习用落球法测定蓖麻油的粘滞系数，如果一小球在粘滞液体中铅直下落，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，因此小球爱到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。
二、参考资料1、黄秉鍊·大学物理实验·长春：吉林科学技术出版社，2003，P65-68；2、沈元华等·基础物理实验·北京：高等教育出版社，2003，P119-122；3、阎旭东等·大学物理实验·北京：科学出版社，2003，P63-65；4、李天应·物理实验·武汉：华中理工大学出版社，1995，P100-102；5、王惠棣等·物理实验·天津：天津大学出版社，1997，P137-144；6、吴锋等·大学物理实验教程·北京：化学工业出版社，2003，P84-86。
液体粘度系数的测定
液体粘度系数的测定
【实验原理】
由泊肃叶公式可知，当液体在一段水平圆形管道中作稳定流动时，t秒内流出圆管的液体体
积为式中R为管道的的截面半径，L为管道的长度， 为流动液体的粘滞系数，P 为管道两端液体的压强差。
如果先测出V、R、P 、L
各量，则可求得液体的粘滞系数为了避免测量量过多而产生的误差，奥斯瓦尔德设计出一种粘
度计（见右图），采用比较法进行测量。
取一种已知粘
滞系数的液体和一种待测粘滞系数的液体，设它们的粘
滞系数分别为0 和x ，令同体积V的两种液体在同
样条件下，由于重力的作用通过奥氏粘度计的毛细管DB，
分别测出他们所需的时间t1和t2，两种液体的密度分别
为式中h 为粘度计两管液面的高度差，它随时间连续变化，由于两种液体流过毛细管有
同样的过程，所以由（3）式和（4）式可得：如测出等量液
体流经DB的时间1t和2t，根据已知数，即可求出待测液体的粘滞系数。
【实验内容与步骤】
(1) 用玻璃烧杯盛清水置于桌上待用，并使其温度与室温相同，洗涤粘度计，竖直地夹在试管架上。
(2) 用胶头滴管和量筒经粘度计粗管端注入6毫升水。
用洗耳球将水吸入细管刻度C上。
(3) 松开洗耳球，液面下降，同时启动秒表，在液面经过刻度D时停止秒表，记下时间t
(4) 重复步骤(2)、(3)测量6次，取1t平均值。
(5) 取6毫升的酒精作同样实验，求出时间2t的平均值。
【数据记录与处理】。
粘度系数的测定实验报告
粘度系数的测定实验报告实验报告一、实验目的1. 掌握粘度系数的概念和单位。
2. 熟悉粘度系数的测定方法。
二、实验原理1. 粘滞阻力当液体依靠重力下流时，因为液体内部各层之间的相对运动，形成了相对运动阻力，称为摩擦力或粘滞阻力。
粘度系数是比较某种液体的粘滞阻力和水的粘滞阻力的大小关系的无量纲量。
一般用希尔德布兰德公式来表示：η = F × l / A × vη——粘度系数（mPa·s或Pa·s）F——液体受到的重力（N）l——液体在重力方向上受力长度（m）A——液体的流过面积（m²）由此可以看出，粘度系数与液体的粘度和密度有关。
在实验中，我们将采用比重瓶法测定液体的密度，并使用钢球下落法来测定液体的粘度。
当钢球沿着垂直于地面的方向下落时，由于液体的阻力，钢球受到的重力会逐渐减小，最终达到平衡。
可根据此平衡状态下钢球的下落速度来计算液体的粘度系数。
三、实验步骤1. 称取足够的液体样品，用比重瓶法测定出液体的密度。
2. 将钢球放入容器中，并记录其初速度和下落时间。
3. 不断重复以上步骤，直到得到多个不同条件下的数据。
4. 计算液体的粘度系数和标准差。
四、实验数据及结果实验数据表重量(克) | 体积(毫升) | 密度(g/cm³) | 下落时间(秒) | 初速度(m/s) | 最终速度(m/s)-------------|------------|--------------|--------------|--------------|----------------1.002 | 1.006 | 0.995 | 18.0 | 0.30 | 0.051.003 | 1.008 | 0.994 | 18.3 | 0.29 | 0.051.004 | 1.010 | 0.994 | 19.0 | 0.28 | 0.051.005 | 1.012 | 0.993 | 19.5 | 0.27 | 0.041.007 | 1.014 | 0.993 | 19.8 | 0.26 | 0.041.008 | 1.016 | 0.992 | 20.2 | 0.25 | 0.041.010 | 1.018 | 0.991 | 20.5 | 0.24 | 0.041.011 | 1.020 | 0.991 | 20.8 | 0.24 | 0.041.013 | 1.022 | 0.990 | 21.2 | 0.23 | 0.041.014 | 1.024 | 0.989 | 21.5 | 0.23 | 0.04计算结果样品密度平均值：0.992 g/cm³平均下落时间：19.95 s平均下落速度：0.26 m/s粘度系数：0.029 Pa·s标准差：0.0018五、实验结论通过本次实验，我们得到了液体的密度和粘度系数，证明了粘度系数与液体的密度有关，在一定范围内，随着液体密度的增大而增大；也证明了粘度系数与温度有关，随着温度的升高而减小。
液体粘度系数的测量实验报告
液体粘度系数的测量实验报告
液体粘度系数的测量实验报告
一、实验目的
本实验的目的是研究和观察液体的粘度系数。
二、实验原理
液体粘度系数，又称内摩擦系数，它是表示流体阻力力，以及流体在容器内的流动特性的基本参数，其定义为：给定流体流动时，流体的压差和流速之间的反比，即：
粘度系数=压差/流速
三、实验器材
实验所用设备：
（1）液体粘度计：用于测量液体的粘度系数。
（2）流量计：用于测量流体流量。
（3）压力表：用于测量流体的压力。
（4）温度表：用于测量液体的温度。
四、实验步骤
（1）安装设备
首先，将液体粘度计，流量计，压力表以及温度表安装到实验装置上，确保所有的连接口处于恰当的位置，并确保所有设备正常运行。
（2）调整设备
然后，按照实验要求的温度和压力调整温度表和压力表，以确保测量数据的准确性。
（3）测量试样
最终，将液体样品倒入测量设备中，测量出其粘度系数，并将测量结果记录下来。
五、实验结果
实验样品：1号样品
测量温度：25 ℃
测量压力：1.2 MPa
测量结果：粘度系数为0.18 Pa·s
六、实验结论
通过本实验，可以准确测量出所测液体的粘度系数，从而为相关技术的研究提供有力的理论支撑。
实验十三 液体粘度的测量(落球法) 一`实验目的
实验十三液体粘度的测量（落球法）一、实验目的使用下落小球的方法测定液体的粘滞系数。
二、实验仪器变温粘度系数实验仪，温控实验仪，电子秒表，螺旋测微计，游标卡尺，小刚球（直径1cm的约10颗，镊子，磁铁。
待测物：蓖麻油。
三、实验原理由于液体具有粘滞性，固体在液体内运动时，附着在固体表面的一层液体和相邻层液体间有内摩擦阻力作用，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（1）公式（）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、粘滞阻力，这三个力作用在同一直线上，方向如图2－10－1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（2）小球以速度v0向下作匀速直线运动，故v0称收尾速度。
由公式（2）可得（3）当小球达到收尾速度后，通过路程L所用时间为t，则v0＝L/t，将此公式代入公式（3）又得（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（5）式中R为玻璃圆筒的内半径。
又，，，，代入（5）式得（6）d为小球的直径，D为玻璃圆筒的内直径。
实验测出m、r、ρ、t、L和R，用公式（2－10－5）可求出液体的粘滞系数η。
四、实验内容1．用螺旋测微器分别测出10个小球的直径（编号后待用）。
2．将装有蓖麻油的圆筒（如图2）调整其中心轴铅直。
液体粘度系数的测定
实验６用落球法测定液体的粘度各种流体（液体、气体）都具有不同程度的粘性，当其相邻两流层各以不同速度运动时，层间就有摩擦力产生，运动快的流层对运动慢的流层有加速作用，运动慢的流层对运动快的流层有阻滞作用。
流体的这种性质称为粘性，流层间的摩擦力称做粘性力。
在通常情况下，许多流体的粘性力Ｆ与两流层接触面积Ａ和垂直于流速方向的速度梯度成正比：（６—１）式中：比例系数η称为粘度。
式（６—１）称为牛顿粘性定律。
服从牛顿粘性定律的流体（如空气、水、油等）称为牛顿流体。
而粘性很大的有悬浮物的流体如血液、油漆、塑料等属非牛顿流体。
流体具有粘性的本质原因：①相互接触的流层间的分子引力而产生的阻力；②相邻不同流速流层的分子相互扩散产生的阻力。
在国际单位制（ＳＩ）中，粘度η的单位为帕秒（Ｐａ·ｓ），１Ｐａ·ｓ＝１kg·m-1·s-1；ＣＧＳ制中，η的单位是泊（Ｐ），１Ｐ＝１g·cm-1·s-1，因而１Ｐａ·ｓ＝１０Ｐ。
同一流体在不同温度下其粘度变化很大。
例如蓖麻油，当温度从１８℃升至４０℃时，粘度几乎降到原来的１／４。
研究流体的粘性，测定粘度不仅在材料科学研究方面，而且在医学和许多工业部门都有很重要的实际意义。
测定流体粘度有许多方法，对于粘度较小的流体，如水、乙醇、四氯化碳等，常用毛细管粘度计测量；而对粘度较大的蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明（或半透明）液体的粘度常用落球法（也称斯托克斯法）测定；对于粘度为０.１Ｐａ·ｓ～１００Ｐａ·ｓ的液体也可用转筒法进行测定。
【预习重点】（１）根据斯托克斯定律用落球法测定液体粘度的原理和方法。
（２）熟悉游标卡尺、停表、温度计和移测显微镜等仪器的使用方法（第２章２．２．１，２．４．３）。
参考书：《大学物理学》第一册，Ｆ．Ｗ．ＳＥＡＲＳ等著，第十三章。
【仪器】粘度测量装置、游标卡尺、停表、温度计、密度计、米尺、移测显微镜等。
实验十二液体粘度的测定（可编辑）
实验十二液体粘度的测定实验十二液体粘度的测定【目的要求】掌握恒温槽的使用,了解其控温原理;了解粘度的物理意义,掌握用奥氏粘度计测定溶液粘度的方法;用奥氏粘度计测定乙醇的粘度。
【实验原理】液体粘度的测定:当液体受到外力作用产生流动时,在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力。
液体内摩擦力的大小与两液层的接触面积A和速度梯度成正比,即:(12.1)式中,比例系数η称为粘度系数(或粘度)。
液体的粘度是内摩擦力的度量,在国际单位制中,粘度的单位为N?m-2?s,即Pa?s(帕?秒),习惯上常用P(泊)或CP(厘泊)来表示,两者的关系为:1P10-1Pa?s。
本实验利用毛细管法测定液体的粘度。
其原理为:液体在毛细管内因重力而流出时遵从泊松(Poiseuille)公式:(12.2)式中:,是液体的静压力;为流经毛细管的时间;为毛细管半径;为毛细管的长度;V为时间内流经毛细管的液体体积。
直接由实验测定液体的绝对粘度是比较困难的,通常采用测定液体对标准液体(如水)的相对粘度,通过已知标准液体的粘度就可以标出待测液体的绝对粘度。
设待测液体1和标准液体2在重力作用下分别流经同一支毛细管,且维持流出的体积相等,则有:;从而得:(12.3)若已知标准液体的粘度η2,再分别测定待测液体、标准液体流经毛细管粘度计的时t1、t2,并查表得到相应温度下的体积质量ρ1、ρ2后,按上式即可计算待测液体的粘度η1。
本实验中标准液体为水,待测溶液为乙醇。
温度对液体的粘度有明显的影响,一般温度升高,液体的粘度会减小,故测定粘度必须在恒温下进行。
2. 恒温槽的原理:恒温槽中温度控制装置是恒温槽控温的关键部分,其作用是控制加热器的工作状态。
当恒温槽温度低于指定温度时,加热器开始加热,对恒温介质提供热量,而当恒温槽到达指定温度时则停止加热。
目前普遍使用的控温装置是接触温度计(又称接点式温度计)和继电器。
接触温度计的下部是一普通水银温度计,但水银球内有一导线引出,这是接触温度计的一个极。
粘度测定方法
粘度测定方法粘度是液体流动阻力的量度，通常用来描述液体的黏稠度。
在工业生产和科学研究中，粘度的测定对于控制生产过程、研究材料特性等具有重要的意义。
本文将介绍几种常见的粘度测定方法，希望对您有所帮助。
一、旋转粘度计法。
旋转粘度计是一种常用的粘度测定仪器，通过旋转内部的转子来测定液体的粘度。
其原理是根据液体对转子的阻力来计算粘度。
在实际操作中，首先将待测液体注入旋转粘度计内，然后通过旋转转子并测定所需的力矩，最终可以计算出液体的粘度数值。
二、滴定粘度法。
滴定粘度法是一种通过测定液体滴落速度来计算粘度的方法。
一般情况下，通过将液体滴落到容器中，并记录下滴落的时间和滴落的距离，然后通过计算得出液体的粘度。
这种方法简单易行，适用于一些常见的液体粘度测定。
三、旋转粘度仪法。
旋转粘度仪是一种通过液体在外部受到扭转力而产生变形，从而测定液体粘度的仪器。
在实际操作中，将待测液体装入旋转粘度仪内，然后通过外部施加扭转力，测定液体的变形情况，最终可以计算出液体的粘度。
这种方法适用于一些高粘度液体的测定。
四、粘度杯法。
粘度杯是一种用来测定液体粘度的简单仪器，其原理是通过控制液体从粘度杯底部流出的速度来计算粘度。
在实际操作中，将待测液体倒入粘度杯内，然后控制流出的速度并记录时间，最终可以计算出液体的粘度。
这种方法适用于一些低粘度液体的测定。
综上所述，粘度测定方法有多种，选择合适的方法取决于待测液体的特性和实际需求。
在进行粘度测定时，需要注意操作规范，确保测量结果的准确性。
希望本文介绍的内容对您有所帮助，谢谢阅读！。
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一、实验目的和内容
1、掌握旋转式黏度计测量液体粘度的基本原理。 2、学会使用旋转式黏度计测定液体粘度的方法。
二、实验装置与流程示意图
整个旋转式黏度计的装箱图主要包括电机、刻度盘机构和从大到小排列的 0~4 号五个 转子，电机有调速机构，可产生 6、12、30 、60 转/分四种转速，刻度盘机构和测量方法见 图 1。测定过程中指针在刻度盘上指示的读数乘以系数表上的特定系数即为被测液体的粘 度（以厘泊表示）。不同转子、不同转速对应的测量系数不同，其量程也不一样。本实验 配备的转子黏度计系数表和量程表如表 1 和表 2。
六、实验结果及分析
实验测得测得的黏度分别为：825cP、825cP、850cP 和 825cP,取平均值得 μ 平均=（825＋825 ＋850＋825）/4 = 831.25 cP
误差分析： 1、仪器本身误差、读数误差； 2、转子未垂直位于待测； 3、液中转子进入待测液深度过高或者过低； 4、转子理论转速与实际转速不符。
图 1 旋转式黏度计示意图 表 1 系数表
转/分 转子 0 1 2 3 4 0.1 1 5 20 100 0.2 2 10 40 200 0.5 5 25 100 500 1 10 50 200 量程 cP 转子 0 1 2 3 4 10 100 500 2000 10000 20 200 1000 4000 20000 50 500 2500 10000 50000 100 1000 5000 20000 100000 60 30 12 6
三、实验的理论依据（实验原理）
图 2 旋转黏度计工作原理图
如图 2.半径 R 长 L 的圆柱体转子浸没于盛有液体的圆筒形容器中心，并以角速度 作 匀速转动。假设容器是半径为 kR 的圆柱形，液体是牛顿流体，忽略端效应的影响，则再 两圆柱形成的缝隙中，速度分布为：
u R(
这时转子所受的扭矩 M：
kR / r r / (kR) ) k 1/ k
M 2 RL( r |r R ) R 4 L R2 k 2 / (k 2 1)
一般容器比转子大得多，可认为 k∞，从而
M 4 L R2
式中 r——半径， m; r——剪应力，N/m2; ——粘度，kg/(m· s)。 转子选定后，M，在一定的转速 下， M 与被测液体的粘度 成正比，藉此原理可 以测定液体的粘度。 当同步电机以恒定速度旋转时，连接的刻度圆盘、游丝和转轴将带动转子旋转。若转 子未受到任何液体阻力，则游丝、指针和刻度盘将同速转动，指针刻度盘读数为 0；反之 若转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力达到平衡，这时与游丝连接的 指针在刻度盘上指示出一定的读数。该读数表示游丝的扭转角，与扭矩相对应，乘以某一 系数后即能得出液体的粘度值。
7. 当指针所指的数值过高或过低时，可变换转速和转子，务使读数在 30—70 格之间； 8. 实验结束后应及时清洗转子，清洁后要妥善安放于转子架上，指针控制杆应用橡皮筋 圈住，连接螺杆上应套入黄色包装套圈，然后用螺钉拧紧。 （二）注意事项 1、被测液体温度需要控制； 2、 将转子旋入连接螺杆时注意逆时针方向为旋入装上， 顺时针为旋出卸下， 以免损坏仪器； 3、旋转升降旋钮时，用手托住仪器，防止自重坠落； 4、在按下指针控制杆时，不能用力过猛，转速慢时也可不用控制杆，直接读数。 5、实验结束后应清洗转子，但不得在仪器上进行。
五、实验数据记录及处理
经实验探索，得知 2 号转子为适用转子，共使用 2 号转子进行了 4 次实验得出下表
表 3 原始数据记录表
序号 转速/(转 /分) 转盘读数 黏度/cP 黏度平均值/cP
1 30 82.5 825
2 12 33 825 831.25
3 12 34 850
4 12 33 825
（当时实验室温为 33.5℃） 将原始数据（刻度盘读数）乘以系数表上的特定系数后得到粘度/cP 数据整理计算过程举例 以第一组数据举例计算过程： 2 号转子在 30 转/分时的系数为 10，则粘度为系数乘以读数 μ = 82.5× 10 = 825 cP
七、思考题：
1、转子是否必须放在容器中心？容器的大小对测量结果有何影响？ 答：转子若半径足够大可以略微偏离中心。容器太小会使待测液在转动时受容器壁影响转 速有变化。 2、转子和转速的选择应遵循什么原则？ 答：转子和转速的选择需使最后读数在 30~90 格之间。
四、实验步骤及注意事项
（一）实验步骤 1. 准备被测液体（如硅油） ，置于直径不小于 70 ㎜的烧杯或圆筒形容器中，控制被测液 体温度，并记录下来； 2. 旋松连接螺杆下端的黄色螺钉，取下黄色包装套圈； 3. 将选好的转子旋入连接螺杆，旋转升降旋钮，使仪器缓慢的下降，转子逐渐浸入容器 中心的被测液体中，直至转子液面标志和液面相平； 4. 调整仪器水平，然后按下指针控制杆，转动变速旋钮，使所需转速数向上，对转速度 指示点； 5. 开启电机开关， 使转子在液体中旋转， 并放松指针控制杆， 经过多次旋转 （大约 20—30 秒） ，待指针趋于稳定，按下指针控制杆，使读数固定，再关闭电机，使指针停在读数 窗内，读取读数，若电机关闭后指针不在读数窗内，可继续按住控制杆，反复开启和 关闭电机，使指针落在读数窗内； 6. 重复测定 3—5 次，如数据波动不大，取平均值作为测定结果，否则重复步骤 5、6；