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粘滞系数实验报告

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一、实验目的:

1.进一步理解液体的粘性。

2.掌握用奥氏粘度计测定液体粘度的方法。

二、实验原理:

当粘度为η的液体在半径为R、长为L 的细毛细管中稳定流动时,若细管两端的压强差为△P,则根据泊肃叶定律,单位时间流经毛细管的体积流量Q 为

LP RQ84

(19-6)

本实验使用奥氏粘度计,采用比较法进行测量,实验时常以粘度已知的蒸馏水作为比较的标准。先将水注入粘度计的球泡A 中,在用洗耳球将水从A 泡吸到B 泡内使水面高于刻度m,然后把洗耳球拿掉,只在重力作用下让让毛细管又流回A 泡,设水面从刻痕n 下降至于刻痕n 所用的时间为t1,若换以待测液体测出相应的时间t2,由于毛细管的液体的体积相等,固有

2 1V V ,即2 2 1 1t t Q Q

1114t8LP R=2224t8LP R即得

122112tt PP

(19-7)

式η1 中η2 和分别表示水和待测液体的粘度.设两种液体的密

度分别为ρ1 和ρ2,因为在两次测量中,两种液面高度差△h 变化相同,则压强差之比为

2121 1h gh g2 PP

(19-8)

带入式(19-8),得

11 12 22tt

(19-9)

从本实验的讲义的附录表中查出实验温度下的ρ1、ρ2 和η1,则根据式可求得待测液体的粘度η2。

三、实验仪器:

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。

奥氏粘度计如图19-3 所示,是一个U 形玻璃管‘B 泡位置较高,为测定泡;A 泡位置较低,为下储泡;B 泡上下各有一条刻痕m 和n’以下是一段截面相等的毛细管L。

四、实验内容和步骤:

1.在大烧杯内注入一定量室温的清水,以不溢出杯外为度,作为恒温槽。

2.用蒸馏水将粘度计内部清洗干净并甩干,将其竖直地固定在物理支架上,放在恒温槽中。

3.用移液管将一定量的蒸馏水,(一般取5~10mL)由管口c 注入A 泡,注意取水和取代测液体的用具不要混用,i 每次每次应冲

洗干净。

4.用洗耳球将蒸馏水吸入B 泡,使其液面略高于刻痕m 然后让液体在重力作用下经毛细管L 流下,当液面相降至刻痕m 时,按下秒表,记下所需时间t1。重复测量t1 六次。

5.将蒸馏水换成待测液体乙醇,重复上述步骤三和步骤四,测量同体积的乙醇流经毛细管所用的时间t2,重复测量六次。(先将粘度度计用待测液体乙醇清洗一下)

6.测量恒湿槽中水的温度T。

五、实验数据与处理:

查表与记录:T=11℃

蒸馏水的密度1=0.99963×310

kg/3m

乙醇的密度2=0.79704×310

kg/3m

蒸馏水的粘度1=1.274×310

s a P

计算:

11 12 22tt 1.915×310 s a P

.3236 .0tttt22112 E

s a 10 6197 .032 2 2P E

2 2 2=1.915×310 s a 10 6197 .03

P

次数t1 t2 1 39.03 s 74.19 s 2 39.31 s 72.63 s 3 38.94 s 72.94 s 4 38.97 s 73.22 s 5 38.97 s 73.60 s 6 38.87 s 74.69 s 平均39.015 s 73.545 s 六、误差分析:

1.实验时要保证蒸馏水和乙醇的纯度。

2.由于实验采用秒表计时,在数据上有误差。

3.实验时温度变化会影响实验精确度。

4.在实验液体由蒸馏水换成乙醇时洗涤不充分,影响实验。

七、思考题:

1.为什么要取相同体积的待测液体和标准液体进行测量?

答:用比较法得到粘滞系数,η2/η1 与ΔP2/ΔP1 有关,而P=ρgΔh,若水与酒精体积不相等,那粘度计左右两边高度差就不相等,Δh 就不能抵消,就不能用11 12 22tt计算。

2.为什么实验过程中,要将粘度计浸在水中?

答:因为水的比热容,可以有效地控制试验温度不变,减小误差。

3.测量过程中,为什么必须使粘度计保持竖直位置?

答:减少其它力对液体的影响,便于减小实验误差。

八、附上原始数据:

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