5液体粘滞系数的测定
实验五液体粘滞系数的测定
43实验五 液体粘滞系数的测定【实验目的】学习用比较法测定液体的粘滞系数【实验原理】由实际液体在均匀细管中作层流的理论，可求得在时间t 内，当管长为L 、它的横截面的半径为r 、管两端的压强差为ΔP 时，流出液体的体积V 的公式：t LPr t Q V η8Δπ4== (1) 上式中η 是液体的粘滞系数．由此公式可得液体的粘滞系数为t VLPr 8Δπ4=η (2)用上述公式虽可直接测定η ，但因所测物理量多，测量又困难，误差较大。
为此奥斯华尔德设计出奥氏粘度计，采用比较法进行测量。
本实验所用毛细管粘度计(奥氏粘度计)如图1所示。
它是一个U 形玻璃管，玻璃管的一侧有一段毛细管C ，其上为一小玻璃泡B ，在小玻璃泡B 的上下有指示痕I 1，及I 2。
实验时以一定体积的液体从大管口D 注入A 泡内，再由小管口E 将液体吸入B 泡中，使液面升高到B 泡的指示痕I 1以上。
因两边液面的高度不同，B 泡内液体将经毛细管C 流回A 泡。
当液面由指示痕I 1下降到指示痕I 2时，测得其流动时间t ，即为I 1，与I 2刻痕间液体流经毛细管所需的时间。
如果以同样体积的水和被测液体先后注入粘度计，按上述步骤测出两种液体面从I 1降至I 2所需时间分别为t 1与t 2 。
则：1418Δπt VL P r =η2428Δπt VL Pr =η两式中r ，V ，L 相同，所以112212ΔΔt P t P =ηη (3)液体是受到重力的作用而流动．由于注入粘度计的两种液体的体积相等，因而在流动过程中相对应的液面高度差Δh 是相等的，因此有44121212ΔΔΔΔρρρρ==h g h g P P (4) 将(4)式代入(3)式，得到112212t t ρρηη=即112212t t ρρηη=(5)因此，从后面附表查得作为标准液体蒸馏水的η 1、ρ 1，从实验得到t 1、t 2 、ρ 2，即可求得被测液体粘滞系数η 2 。
液体粘滞系数的测定5页
液体粘滞系数的测定5页第一节实验目的1. 了解粘度的概念及粘度测定的原理、方法；2. 掌握用粘度计测定液体的粘滞系数，及其测定过程；3. 熟悉不同粘度计的适用范围及精度，并掌握选取合适粘度计测定不同液体粘度的技巧。
1. 液体粘度的概念液体粘度是流体力学中的一个物理量，它表示了液体内部阻力的大小，是一种材料的特性。
2. 粘度测定原理在粘度测定中，液体在成动态流动和流体力学稳定约束流动两种情况下的粘滞系数都需要被测量。
其中，动态粘度是指流动的液体对比例于速度梯度的切应力的抵抗力，它是在动态流动条件下测量的。
粘度计的基本原理是利用切应力与切应变的比例关系（牛顿定律），通过对于液体在不同的剪切速度下的流动状态进行测定，来计算出液体的动态粘滞系数。
液体粘度的测定可以采用比较直接测量的方法，以此来获得准确的液体粘度数据。
这些方法可以被划分为动态粘度法和静态粘度法。
动态粘度法适用于液体在动态流动条件下测量其粘度，包括旋转粘度计、滑动平板粘度计等等；而静态粘度法适用于在静态条件下测量液体粘度，例如绕线粘度计、排空式粘度计等等。
4. 粘度计的选择选择适当的粘度计可以是保证准确测试结果的关键。
不同类型的液体适用于不同类型的粘度计，比如粘度极高的半固体液体，大多数情况下需要采用旋转粘度计进行测定。
此外，不同粘度计的精度和敏感度也不同，要根据实验需要选择合适的粘度计，以保证实验的精度和可靠性。
1. 实验设备准备a. 旋转粘度计；b. 滑动平板粘度计。
2. 备选液体材料准备选取不同类型的液体进行测试，例如：水、甘油、汽油、酒精等多种液体。
这些液体应涵盖不同的粘度范围，以便测试不同类型的粘度计并探究其适用范围。
（1）旋转粘度计的测定a. 用清洁的粘度计内胆，取约5ml的试样液体，精确称量并注入粘度计内胆；b. 用辅助设备将粘度计安装在粘度计底座上，注意调整好瞄准线，保证水平仪指针正中间；c. 安装好粘度计后，打开装置电源，启动电机，液体将开始旋转，粘度计刻度开始计算。
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。
液体粘滞系数的测定实验报告
液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的1.加深对泊肃叶公式的理解;2.掌握用间接比较法测定液体粘滞系数的初步技能。
二、实验仪器1.奥氏粘度计(加接橡皮管)2.铁架3. 秒表4.量筒5.烧杯7.橡皮吸球三、实验材料蒸馏水酒精四、实验原理在细管内作稳定流动粘性流体，它的体积流量Q(即单位时间内流过管子一个截面的流体体积)遵从泊肃叶公式:48lpR Q ηπ∆=在流速接近稳定的条件下，若流过细管的流体体积为V ，经过的时间为t ，则Q= V/t ， 代入，可得到η的表达式:VlpR t 84∆=πη比较法:即控制不同的流体在某些相同的条件进行实验测量，利用公式进行比较，消去相同的物理量，只要测量少数的物理量即可计算出实验结果来。
这种方法是 以一种流体的某个物理量的值为标准值，通过测量其他的物理量，再利用比较得到的公式，计算出我们需要测量的结果。
实验时，以一定 体积的液体从大管（左）口注入，再用橡皮吸球由小管口将液体吸入(右）泡中，并使液面升高到泡的上刻痕以上某一处高度(注意不要把液体吸到时橡皮管中)。
因两管中液面的高度不同，右泡内的液体将在重力的作用下经毛细管流回左泡。
利用秒表记下液面从上刻痕下降至下记得痕所用的时间。
以相同体积(本实验老师要求6ml)的被测液体和蒸馏水先后注入粘度计，按上述步骤分别测出两种液体的液面由上刻度线下降至下刻度线所需的时间t1和t2来。
五、实验内容、步骤、关键点1、测量同体积（6ml)酒精、水的流动时间t1、t2, 各测6次。
2、查表法得到水的粘滞系数|。
3、数据表格自拟。
4、正确处理数据和误差分析。
关键点:1、保证液体体积相同。
2、更换液体测量时，需清理干净容器。
3、小心轻放、避免打碎容器。
六、实验数据当天气温 27摄氏度查表得 3100.78352⨯=酒ρ 3100.99654⨯=酒ρ -3101.05⨯=酒η -3100.855⨯=水η46.159.130.9965478.850.7835221=⨯⨯=ηη 1.230.8551.05==理论η相对误差B=5.61.231.23-1.46-==理论理论实ηηη％ 【误差分析:】1.量取的水和酒精的体积不完全相同。
广东工业大学物理实验——液体粘滞系数测定
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行设计。下面我们将在三个不同的理论层次上探讨测量液体粘滞系数的方法，这三个层次循序渐进，体现 了实验手段和理论手段在物理实验中的作用和特点，同时反映出针对同一个问题如何在实验中层层深入， 不断提高测量结果的准确程度，而这正是物理学实验的魅力所在。
（29-9） 相比会存在偏差（偏大还是偏小？）。
三：高雷诺数修正
不仅液体的边界条件对小球在其中的运动有较大影响，物体在均匀稳定液体中的运动实际上还受到雷
诺数 Re的影响。雷诺数是描述流体运动或物体在均匀稳定液体中运动的一个重要的无量纲参数：
Re
º
r0
×v×r h
(29-10)
其中 r0 是液体密度， v是物体运动速度或流体稳定流速， r是运动物体的线性尺度，对本实验而言即小球 半径，h 是液体的粘滞系数。雷诺数的大小决定了物体在液体中的运动方式，一般当 Re < 1（相当于小尺
f 3vd
（29-1）
式中 d 是小球的直径，v 是小球的速度， 为液体粘滞系数。 就是液体粘滞性的度量，与温度有密切的 关系，对液体来说， 随温度的升高而减少（见附表）。
本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。小球在液体中做自由下落时，受到三个力的作用，三个
力都在竖直方向，它们是重力 rgV 、浮力 r0gV 、粘滞阻力 f。开始下落时小球运动的速度较小，相应的
直状态。 2．用螺旋测微器测量小钢球的直径 d （选不同方向测量 5 次后取平均）。 3．用游标卡尺测量各管子的内直径 D （选不同方向测量 5 次后取平均）。
液体粘滞系数的测定
实验3.1 液体粘滞系数的测定在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，在相邻两层流体之间存在相对运动而产生切向力，流速快的一层给流速慢的一层以拉力，流速慢的一层给流速快的一层以阻力，液层间的这一作用称为内摩擦力或粘滞力，流体这一性质称为粘滞性。
液体的粘滞性在工程、生产技术及医学方面有着重要的应用。
现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘度有关，血液粘滞会使流入人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病，所以，血粘度大小成了人体血液健康的重要标志之一。
测量液体粘滞系数的常用方法有落球法、扭摆法、转筒法、毛管法等。
实验室中，对于粘度较小的液体，如水、乙醇等，常用毛管法；而对于粘度较大的液体，如甘油、变压器油等，常用落球法。
【实验目的】1．了解粘滞现象的基本规律，学会测量油品粘滞系数的实验方法—落球法。
2．掌握力学基本量长度、液体的密度和时间的基本测量方法。
3．熟悉测量长度、液体的密度和时间的基本仪器的正确调节和使用方法。
【实验仪器】ND-2多管液体粘滞系数仪（见图3-1）、温度计、电子秒表，米尺、读数显微镜、比重计。
微型小钢球（直径1.00mm或2.00mm）、微型钢球100粒、镊子、有机玻璃板条、磁铁和待测物（蓖麻油）。
ND-2多管液体粘滞系数仪由6只不同内径D图3-1 多管液体粘滞系数仪大学物理实验26 （50.0mm 、40.0mm 、34.0mm 、24.0mm 、19.0mm 、14.0mm 左右）的圆柱形玻璃管子（玻璃管高度为195mm ）组成，分别固定在铝合金底板上。
各管子的轴线与底板垂直，底板上的水准泡指示仪器水平状态，由底板下部的3只有机玻璃螺丝调节。
每只管子刻有相距一定距离的A 、B 两刻度线（A 、B 间距和120mm ）。
上端的A 刻线为小球通过时开始计时的刻度，下端的B 刻线为小球终止时的刻度。
【实验原理】由于液体具有流动性和粘滞性，所以当固体在液体中运动时会受到阻力作用。
液体粘滞系数的测定实验报告
液体粘滞系数的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定不同液体的粘滞系数，探究液体的流动特性，并学习粘滞系数的测定方法。
二、实验原理。
液体的粘滞系数是衡量液体黏性的重要指标，通常用于描述流体的内摩擦力。
在本实验中，我们将通过测定液体在不同条件下的流动速度和流动层厚度，利用流变学原理计算出液体的粘滞系数。
三、实验仪器与试剂。
1. 流体力学实验装置。
2. 不同液体样品（如水、甘油、汽油等）。
3. 测量工具（如尺子、计时器等）。
四、实验步骤。
1. 准备工作，将实验装置设置在水平台面上，并将不同液体样品倒入实验装置中。
2. 测定流速，打开实验装置，调节流体流动速度，并测定不同液体在相同条件下的流速。
3. 测定流动层厚度，观察液体流动时的流动层厚度，并记录下来。
4. 数据处理，根据实验数据，利用流变学原理计算出不同液体的粘滞系数。
五、实验结果与分析。
经过实验测定和数据处理，我们得到了不同液体的粘滞系数。
通过对实验结果的分析，我们发现不同液体的粘滞系数存在较大差异，这与液体的性质密切相关。
例如，甘油的粘滞系数较大，而汽油的粘滞系数较小，这与它们的分子结构和相互作用有关。
六、实验总结。
通过本次实验，我们深入了解了液体的粘滞系数测定方法，并学习了流变学原理在实验中的应用。
同时，我们也认识到了不同液体的粘滞系数反映了其内部分子结构和流动特性，这对于液体的工程应用具有重要意义。
七、实验注意事项。
1. 在实验过程中要注意操作规范，确保实验安全。
2. 实验数据的准确性对于结果的可靠性至关重要，要认真记录实验数据。
3. 在测定流速和流动层厚度时，要保持仪器的稳定，避免外界干扰。
八、参考文献。
1. 《流体力学实验方法》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
2. 《流变学导论》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
以上为本次液体粘滞系数的测定实验报告，谢谢阅读。
液体粘滞系数的测定实验数据
液体粘滞系数的测定实验数据引言粘滞系数是描述流体内部粘性阻力的物理量，它对于理解流体运动的性质和特性至关重要。
本实验旨在通过测定液体的粘滞系数，深入研究流体的流动特性。
实验原理液体的粘滞系数可通过斯托克斯法测定。
当流体在稳定状态下流动时，斯托克斯定律描述了粘滞力与速度、颗粒半径和粘滞系数之间的关系。
斯托克斯定律可以表示为以下公式：F = 6πηrv其中，F为流体受到的粘滞力，η为粘滞系数，r为颗粒半径，v为流体的速度。
实验步骤1.准备实验仪器和材料，包括密度计、流体样品、细管等。
2.使用密度计测量流体的密度，并记录下来。
3.准备一个细管，长度约为30厘米，内径为0.5毫米。
4.将流体样品注入细管中，注意不要有气泡。
5.将细管固定在一个支架上，并确保细管的一端与水平面平行。
6.在细管的一侧放置一个标尺，以便测量流体高度。
7.开始实验，记录下流体高度随时间的变化。
8.根据实验数据，计算流体的流速，并绘制流速与流体高度的关系曲线。
9.使用斯托克斯定律公式，结合实验数据，计算流体的粘滞系数。
10.重复实验多次，取平均值作为最终的粘滞系数结果。
实验数据与结果分析时间（s）流体高度（cm）0 101 8.52 7.2时间（s）流体高度（cm）3 64 5.15 4.36 3.77 3.18 2.69 2.2根据实验数据，我们可以绘制出流速与流体高度的关系曲线。
根据斯托克斯定律公式，可以得到粘滞系数的计算公式为：η = (2/9) (gr^2)/(v_slope - v_intercept)其中，g为重力加速度（9.8 m/s^2），r为细管半径。
根据实验数据的斜率v_slope和截距v_intercept，可以计算出粘滞系数的值。
根据实验数据的处理，我们得到流体的粘滞系数为η = 0.0012 Pa·s。
讨论与总结本实验使用斯托克斯法测定了液体的粘滞系数。
通过实验数据的处理和计算，我们得到了流体的粘滞系数为0.0012 Pa·s。
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液体粘滞系数的测定 实验目的
(1) 观察液体的内摩擦现象,了解小球在液体中下落的运动规律。
(2) 用多管落球法测定液体粘滞系数。
(3) 掌握读数显微镜及停表的使用方法。
(4) 学习用外延扩展法获得理想条件的思想方法。
(5) 用作图法及最小二乘法处理数据。
实验方法原理
液体流动时,各层之间有相对运动,任意两层间产生等值反向的作用力, 称其为内摩擦力或粘滞力f , f 的方向沿液层接触面,其大小与接触面积S 及速度梯度成正比,即dx dv S f η= 当密度为ρ的小球缓慢下落时，根据斯托克斯定律可知,小球受到的摩擦阻力为vd f πη3= 小球匀速下落时, 小球所受的重力ρvg,浮力ρo vg,及摩擦阻力f 平衡，有 d v g )(V o o πηρρ3=-
()d v g d o o πηρρπ36
13=- o
o v gd )(182
ρρη-= 大量的实验数据分析表明t 与d/D 成线性关系。
以t 为纵轴，d/D 为横轴的实验图线为一直线，直线在t 轴上的截距为t o ，此时为无限广延的液体小球下所需要的时间，故 t L v o = 实验图线为直线，因此有 ax t t o +=
可用最小二乘法确定a 和t 0的值。
实验步骤
(1) 用读数显微镜测钢珠的直径。
(2) 用卡尺量量筒的内径。
(3) 向量筒内投入钢球，并测出钢球通过上下两划痕之间距离所需要的时间。
(4) 记录室温。
数据处理
o 01.26=t
0527.0=x 37.1=xt 000328.02=x
29.2000328
.00527.037.101.260527.02-=--⨯=
a s t o 01.260527.0)29.2(89.25=⨯--=
s mm t L v o o 61.4== s m kg v gd o
⋅⨯=-=-/1037.118)(32
ρρη 1. 用误差理论分析本实验产生误差（测量不确定度）的主要原因。
怎样减小它的测量误差?
答：主要有小球半径测量不确定度u(d)、小球下落距离测量不确定度u(L)和小球下落时间测量不确定度u(t)等。
① u(d)有两种原因：①是小球直径不均匀,因此应求平均半径；②是仪器误差。
② u(L)有两种原因：①用钢板尺测L 所带来的误差；②按计数器时，因小球刚好没有对齐标示线而产生的误差。
③ u(t)按计数器时所产生的误差。
分析结果可见，小球直径的误差对测量结果影响最大，所以小球不能太小，其次量筒应适当加长，以增加落球时间，从而减少时间测量的误差。
2. 量筒的上刻痕线是否可在液面位置?为什么?
答：不能。
因为开始小球是加速运动，只有当小球所受的重力、浮力、粘滞力三力平衡后，小球做匀速运动时，才可以计时，所以不能从液面开始。
3. 为什么小球要沿量筒轴线下落?
答：圆形玻璃量筒的筒壁对小球运动产生严重影响，只能在轴线上运动，才能使筒壁横向的作用力合力为零。