6 液体液体、、浆体粘度测定
6．1 实验目的意义
在科研和生产过程中我们经常会碰到液体、浆体，特别是用液相法合成某种材料时更是如此。在液体、浆体的物理性能中粘度是一个重要的参考指标，该参数在无机材料的制备过程中同样具有指导作用。在玻璃成型过程中，高温玻璃液体的粘度控制直接影响玻璃的成型工艺。水泥浆体的粘度直接影响施工的进程和产品的质量。在陶瓷生产过程中，泥浆的粘度指标对陶瓷坯体的制备工艺产生重大影响。
本实验的目的本实验的目的：：
(1) 了解粘度、流动度以及其他相关参数的基本定义。
(2) 了解高温玻璃液体粘度的基本概念。
(3) 掌握液体、泥浆粘度的基本测试方法。
6．2 实验基本原理
液体、泥浆在流动过程中其剪切应力与剪切速率的比值为常数时该常数被称为塑性粘度(或简称为粘度)。粘度的倒数为流动度。
相对粘度相对粘度：：
采用恩格勒粘度计测定方法得到的粘度，即用同体积泥浆(液体)的流出时间与同体积水的流出时间的比值。
绝对粘度绝对粘度：：
采用旋转粘度计测定方法得到的粘度，即旋转粘度计的测定值与旋转粘度计系数表上的特定系数的乘积值。
液体的流动性液体的流动性：：
液体中的分子在内外力(势能、热能、其他能量)作用下的迁移能力。
液体(浆体)的触变性的触变性：：
在剪切速率恒定的条件下，随着时间的延长其剪切应力值逐渐变小。液体的触变性也可以被称为稠化性，稠化的程度用厚化度表示，也可被称为稠化度。
高温玻璃液体粘度高温玻璃液体粘度：：
高温玻璃液体中的分子结构单元在内外力(势能、热能、其他能量)作用下相互之间产生
流动。这种流动通过分子结构单元依次占据结构空位的方式进行，其作用力大于分子的内摩擦阻力，该现象被称为粘滞流动。粘滞流动用粘度表示，即以面积为S 的两平行液体层，当一定的速度梯度dV / dX 移动时需克服的内摩擦阻力f 。
f = ηS ?dV / dX
其中η为粘度，或粘度系数，单位为：帕?秒。
玻璃液体的粘度随温度的下降而增大，在玻璃的液态到固态的转变过程中，其粘度是连续变化的，当中不发生数值上的突变，但是晶体会产生数值上的突变。
影响玻璃液体粘度的各种因素影响玻璃液体粘度的各种因素：：
(1) 粘度与温度粘度与温度、、时间的关系
以Na-Ca-Si 玻璃为例(其他玻璃的变化规律基本相同)，在107帕?秒至1011帕?秒的粘度范围内，玻璃的粘度取决于温度以及化学组成。在1011帕?秒至 1015帕?秒的粘度范围内，玻璃的粘度是时间的函数。
图(19)表达了Na-Ca-Si 玻璃的弹性模量(杨氏模量)、粘度、温度之间的关系：
图9 Na-Ca-Si 玻璃的弹性模量(杨氏模量)、粘度、温度关系
图(19)有三个温度区间。A 区温度比较高，玻璃为粘性液体，其弹性性能很弱，玻璃的粘度取决于玻璃的组成。B 区(玻璃的转变区)， 粘度取决于温度以及化学组成，同时还与时间相关。C 区玻璃的粘度仅取决于化学组成和温度，与时间无关。
(2) 粘度与玻璃熔体结构的关系
玻璃熔体结构比较复杂，熔体结构取决于化学组成和温度。就硅酸盐玻璃而论，熔体结构取决于氧硅比。硅氧四面体的种类有多种，如岛状、链状(环状)、层状和架状。熔体中可能同时出现多种结构，硅氧四面体本身以及硅氧四面体之间存在一定的空隙。在高温状态下，硅氧四面体群的空隙较大，各种网络间隙离子和小型四面体群受热移动加速，从而导致玻璃
的粘度下降。当温度下降时，硅氧四面体群的空隙变小，各种网络间隙离子和小型四面体群的移动空间也同时变小，从而导致玻璃的粘度增大。
(3) 粘度与玻璃组成的关系
(A) 氧硅比
当氧硅比增大时，硅氧四面体群的构成从大变小，自由空隙增大，导致玻璃的粘度下降。
(B) 化学键的强度
在其他条件不变的情况下，阳离子与氧的键强越大粘度也越大。
(A) 离子的极化
阳离子的极化力大，对硅氧键中氧离子的极化、变形就大，抑制了硅氧键的作用，导致玻璃的粘度下降。
(B) 结构的对称性
在一定条件下，熔体结构的对称性对粘度产生影响。当熔体结构不对称或者不对称比例较大时，该结构就存在缺陷，导致玻璃液体的粘度下降。
(C) 配位数
在电荷相同条件下，阳离子配位数增大，玻璃液体的粘度增大。
影响玻璃液体的粘度还有其他因素，具体请参阅相关书籍。
液体液体、、浆体的稀释剂(电介质)：
电介质(稀释剂)能够控制液体、浆体的粘度，因此选择合适的电介质在实验、生产过程中非常重要。同时引入电介质的数量多少也能够控制液体、浆体的流动度和稠化度。
以粘土—水系统为例，粘土粒子带负电，在水中能够吸附正离子形成胶团。一般天然粘土粒子吸附各种正离子：Ca +2、Mg +2、Fe +2、Al +3，其中以Ca +2
为最多。在粘土—水系统中，粘土还大量地吸附H + 。在没有引进电介质前，因为H + 离子半径小，电荷密度大，与带负电的粘土粒子的作用力也大，易进入胶团吸附层，中和粘土粒子的大部分电荷，电位下降，使相邻胶体粒子之间的排斥力减少，从而导致粘土粒子相互之间粘附聚团，粘度增大。Ca +2、Al +3 等高价正离子其电价比较高，与粘土粒子之间的静电引力较大，同样易进入胶团吸附层，导致粘土粒子相互之间粘附聚团，粘度增大。当引进电介质以后，由于电介质中的正离子离解程度较大，并且携带多重结晶水，所形成的水膜阻碍了与粘土粒子之间的静电引力。同时进入胶团的扩散层，使电动电位上升，导致粘土粒子相互之间的排斥力增加，从而使液体、浆体的粘度减小。如果电介质的引入数量过大，电介质中的正离子浓度远远大于粘土粒子中的负离子浓度，中和效应下降，较多的正离子进入胶团吸附层，反而使电动电位下降，重新
导致液体、浆体的粘度上升。
液体液体、、浆体稀释剂的基本功能浆体稀释剂的基本功能：：
(1) 与液体、浆体中的离子发生化学反应，形成盐或者络合物。
(2) 具有中和效应的正离子(K +、Na +)。
(3) 具有OH –
的化合物或者水化物。
稀释剂(电介质)分类分类：：
(1) 无机物： 硅酸钠、碳酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠。引入量为0.3% ~ 0.5%
(2) 有机物： 腐植酸钠、单宁酸钠、柠檬酸钠、松香皂。引入量为0.2% ~ 0.6%。
(3) 聚合物： 聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素、阿拉伯树胶。
在生产和实验过程中，必须根据实际的液体、浆体种类、性能和可调节程度合理地选择、引入稀释剂(电介质)，并可根据需要进行复合引入，但前提条件是适度、经济、高效。 6． 3 实验仪器及装置
实验仪器为NDJ—9S 旋转式粘度计，见图(20)，图(21)：
图10 旋转式粘度计工作原理 图11 NDJ—9S 旋转式粘度计
配套仪器组件配套仪器组件：：
(1) 分析天平
(2)电动搅拌机
(3)烧杯、量筒、陶瓷坩埚
(4)滴定管、支架、搅拌棒、秒表
(5)计算机(选配)
旋转式粘度计主要技术指标：：
NDJ—9S 旋转式粘度计主要技术指标
(1) 测量范围：0.01 ~ 100 Pa.S (1 Pa.S = 1000 m Pa.S)。
(2) 转子转速：6 r/min ；12 r/min ；30 r/min ；60 r/min 。
(3) 测量误差：±5 % (牛顿液体)。
6．4 实验样品的要求及制备
(1)选择液体、浆体种类和稀释剂(电介质) 种类(在实验教师指导下进行)。
(2)根据要求配制3 ~ 5 组液体、浆体(每组200~300ml)。
(3)对已配制的各组液体、浆体进行静止、观察其稠化状况，直至稠化状况相对稳定(用
秒表记录)。
6．5 实验步骤
(1)准备被测试液体，放入100ml烧杯内，测定液体温度。
(2)安装保护架于测试仪器。
(3)安装转子(在实验教师指导下进行)。
(4)检查NDJ—9S 旋转式粘度计的工作状态。
(5)启动工作电源。
(6)量程、转子与转速的选择。
(7)测量液体的粘度值。
(8)将测量值输入计算机。
6．6 实验结果与数据处理
(1)将实验收据整理成表。
(2)计算测量液体的粘度值。
6．7 实验结果与讨论
(1)相对粘度与绝对粘度的区别。
(2)液体粘度的测定与材料工艺操作性能之间的关系。
高聚物相对分子量的测定 一、实验目的 1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。 2、测定聚乙二醇的黏均分子量。 3、掌握用乌贝路德黏度的方法。 4、用Origin或Excel处理实验数据 二、实验原理 分子量是表征化合物特征的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一，参差不一，一般在10~10之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适合用范围如下； 10 端基分析〈3*4 10 沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*4 10~10 渗透压46 10~10 光散射47 10~10 起离心沉降及扩散47 10~10 黏度法47 其中黏度发设备简单，操作方便，有相当好的实验精度，但黏度发不是测分子量的绝对方法，因为此法中所有的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的，高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的经验方程式。 高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动是存在着内摩檫。在测高聚物溶液黏度求分子量时，常用到下面一些名词。 如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触表面之间的经验关系为； 式中，M为粘均分子量；K为比例常数；a是与分子形状有关的经验参数。K与a植a与温度、高聚物]溶剂性质及分子量大小有关。K植受温度的影响较明显，而a值主要取决与高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5~1之间。K 与a的值可以通过其它的实验方法确定，例如渗透压法、光散射大等，从黏度法只能测定得[ɡ] 根据实验，在足够稀的溶液中有： 这样以及对C作图得两条直线，外推到这两条直线在纵坐标轴上想叫与一点，可求出数值。为了绘图方便，引进相对浓度，即。其中，C表示溶液的真实浓度，表示溶液的其始浓度，由图可知，其中A为截距 黏度测定中异常现象的近似处理。在特定性黏度测量过程中，有时并非操作不慎，而出现对图与对图外推到时，在纵坐标轴上并不相交于一点的异常现象。在式中和
物理实验报告 液体黏度的测定 各种实际液体都具有不同程度的黏滞性。当液体流动时，平行于流动方向的各层流体之间，其速度都不相同，即各层间存在着滑动，于是在层与层之间就有摩擦力产生。这一摩擦力称为“黏滞力”。它的方向在接触面内，与流动方向相反，其大小与接触面面积的大小及速度梯度成正比，比例系数称为“黏度”（又称黏滞系数，viscosity ）。它表征液体黏滞性的强弱，液体黏度与温度有很大关系，测量时必须给出其对应的温度。在生产上和科学技术上，凡是涉及流体的场合，譬如飞行器的飞行、液体的管道输送、机械的润滑以及金属的熔铸、焊接等，无不需要考虑黏度问题。 测量液体黏度的方法很多，通常有：①管流法。让待测液体以一定的流量流过已知管径的管道，再测出在一定长度的管道上的压降，算出黏度。②落球法。用已知直径的小球从液体中落下，通过下落速度的测量，算出黏度。③旋转法。将待测液体放入两个不同直径的同心圆筒中间，一圆筒固定，另一圆筒以已知角速度转动，通过所需力矩的测量，算出黏度。④奥氏黏度计法。已知容积的液体，由已知管径的短管中自由流出，通过测量全部液体流出的时间，算出黏度。本实验基于教学的考虑，所采用的是奥氏黏度计法。 实验一 落球法测量液体黏度 一、【实验目的】 1、了解有关液体黏滞性的知识，学习用落球法测定液体的黏度； 2、掌握读数显微镜的使用方法。 二、【实验原理】 将液体放在两玻璃板之间，下板固定，而对上板施以一水平方向的恒力，使之以速度v 匀速移动。黏着在上板的一层液体以速度v 移动；黏着于下板的一层液体则静止不动。液体自上而下，由于层与层之间存在摩擦力的作用，速度快的带动速度慢的，因此各层分别以由大到小的不同速度流动。它们的速度与它们与下板的距离成正比，越接近上板速度越大。这种液体流层间的摩擦力称为“黏滞力”（viscosity force ）。设两板间的距离为x ，板的面积为S 。因为没有加速度，板间液体的黏滞力等于外作用力，设为f 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。
流体粘度的测定 一、实验目的 液体的粘度表示它的流动性的大小，粘度大则流动性小，反之亦然。液体的粘度随着温度的升高而降低，通过实验，要求了解液体恩格拉(Engler)粘度的工业测定方法和温度对粘度的影响。 二、实验原理 粘度是表示流体质点之间摩擦力大小的一个物理指标，粘度大即摩擦力大，流动性小。 根据牛顿粘度定律： dn du A F μ= 式中：F ——内摩擦力，N ； μ——粘性系数(粘度)，Pa.s ； A ——面积，m ； du/dn —速度梯度,s -1。 当各值均采用C 、G 、S 制时，μ的单位为泊（poise ）。 测定粘度的方法很多。在工业上，多采用泄流法来测定流体的粘度。泄流法的内容是：在一定条件下，一定容量的液体经由锐孔流出所需要的时间,就表示该液体的粘度。 工业上用的粘度计也很多，如恩格拉(Engler)粘度计,赛波尔(Saybolt)粘度计,雷德乌德(Redwood)粘度计等。 恩氏粘度计测粘度的方法是：在实验的温度下测定200ml 试样油从小孔流出所需要的时间，该时间与20℃时200ml 蒸馏水流出所需要的时间相除，所得的商就是该试样油在实验温度下的粘度，即： E t =） 蒸馏水流出的时间（秒时）试样油流出的时间（秒时ml C ml C t 20020200 其单位为条件度，用oE 来表示。 一般地20℃的蒸馏水流出的时间为51±1秒，本实验不进行这项测定，对每台仪器，都已测量好（标准水值）并标明在粘度计外表面上。
三、实验设备 实验装置如下图所示 1.棒式温度计 2.温控仪探头 3.手动搅拌器 4.恩氏温度计 5.加热器 6.内锅盖 7.内锅 8.外锅 9.油面高度标志10.木栓11.流出管（锐孔） 12.支架13.粘度计接收瓶14.调整螺丝15温度控制仪 图1、恩氏粘度计 四、实验步骤 1、用木栓堵住内锅底部之小孔，注意必须严堵，但不能用力过度。 2、将试样油沿着玻璃棒缓慢注入到内锅中，注意不能产生气泡。 3、调节调整螺丝，使得油面高度标志（三个尖顶）的刚好露出试样油液面。 4、往外筒中加水。注意：水面应比油面高10毫米以上，把温控仪探头及棒式温度计固定在支架上，探头和温度计头部要插入水中。 5、盖上内锅盖，并插上恩氏温度计。 6、在流出口下面放置洁净、干燥的接收瓶。 7、用搅拌器搅拌外筒中的水，用温度计搅拌试样油。 8、当试样油的温度计基本稳定时，停止搅拌，并保持五分钟。 9、五分钟后，若试样油的温度没有变化，则迅速提起木栓，同时按动秒表。 10、当接收瓶中试样油正好达到刻度时，立即停止秒表，并将读数记入下表。 11、打开温控仪开关，分别先后把温控选择旋钮旋至40℃、50℃的位置上，重复实验步骤1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。 本实验所需的试样油为20#机油，由于粘度较大，流动性小。为节约时间起见，我们只测定100ml试样油流出所需的时间。将该时间乘以一个系数即得200ml试样油在同一温度下流出的所需要的时间，该系数随着温度的变化而变化，20℃左右为2.3556，40℃左右为2.3348，50℃左右为2.3283。 五、实验报告
Centipoise (CPS) or Millipascal (mPas)Poise (P) Centistokes (CKS) Stokes (S) Saybolt Universal (SSU) 10.0110.0131 20.0220.0234 40.0440.0438 70.0770.0747 100.1100.160 150.15150.1580 200.2200.2100 250.24250.24130 300.3300.3160 400.4400.4210 500.5500.5260 600.6600.6320 700.7700.7370 800.8800.8430 900.9900.9480 10011001530 120 1.2120 1.2580 140 1.4140 1.4690 160 1.6160 1.6790 180 1.8180 1.8900 200220021000 220 2.2220 2.21100 240 2.4240 2.41200 260 2.6260 2.61280 280 2.8280 2.81380 300330031475 320 3.2320 3.21530 340 3.4340 3.41630 360 3.6360 3.61730 380 3.8380 3.81850 400440041950 420 4.2420 4.22050 440 4.4440 4.42160 460 4.6460 4.62270 480 4.8480 4.82380
500550052480 550 5.5550 5.52660 600660062900 700770073380 800880083880 900990094300 1000101000104600 1100111100115200 1200121200125620 1300131300136100 1400141400146480 1500151500157000 1600161600167500 1700171700178000 1800181800188500 1900191900199000 2000202000209400 2100212100219850 22002222002210300 23002323002310750 24002424002411200 25002525002511600 30003030003014500 35003535003516500 40004040004018500 45004545004521000 50005050005023500 55005555005526000 60006060006028000 65006565006530000 70007070007032500 75007575007535000 80008080008037000 85008585008539500 90009090009041080 95009595009543000 150001501500015069400
液体黏度的测量 物理学系 一、 引言 黏滞性是指液体、气体和等离子体内部阻碍其相对流动的一种特性。如果在流动的流体中平行于流动方向将流体分成流速不同的各层，则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反的阻力或曳力存在。液体的黏度在医学、生产、生活实践中都有非常重要的意义。例如，许多心血管疾病都与血液的黏度有关；石油在封闭的管道中输送时，其输运特性与黏滞性密切相关。本实验旨在学会使用毛细管和落球法测定液体黏度的原理并了解分别适用范围，掌握温度计、密度计、电子秒表、螺旋测微器、游标卡尺的使用，并学会进行两种测量方法的误差分析。 二、 实验原理 （一） 落球法 当金属小圆球在黏性液体中下落时，它受到3个力，重力mg 、浮力和粘滞阻力。如果液体无限深广，在下落速度v 较小下，粘滞阻力F 有斯托克斯公式 F =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，运动一段时间后，速度增大，达到三个力平衡，即 mg= +6 (2) 于是小球作匀速直线运动，由(2)式，并用3,,62 l d m d v r t πρ'===代入上式，并因为待测液体不能满足无限深广的条件，为满足实际条件而进行修正得 -g d 118(1 2.4)(1 1.6)t d d l D H ρρη'=++2（） (3) 其中ρ'为小球材料的密度，d 为小球直径，l 为小球匀速下落的距离，t 为小球下落l 距离所用的时间，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η，则其
如何计算黏度？ 黏度系指流体对流动的阻抗能力，采用动力黏度、运动黏度或特性黏数以表示之。测定液体药品或药品溶液的黏度可以区别或检查其纯杂程度。 流体分牛顿流体和非牛顿流体两类。牛顿流体流动时所需剪应力不随流速的改变而改变，纯液体和低分子物质的溶液属于此类；非牛顿流体流动时所需剪应力随流速的改变而改变，高聚物的溶液、混悬液、乳剂分散液体和表面活性剂的溶液属于此类。 黏度的测定可用黏度计。黏度计有多种类型，本药典采用毛细管式和旋转式两类黏度计。毛细管黏度计因不能调节线速度,不便测定非牛顿流体的黏度,但对高聚物的稀薄溶液或低黏度液体的黏度测定影响不大；旋转式黏度计适用于非牛顿流体的黏度测定。液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm<2>平面上所需剪应力的大小, 称为动力黏度,以Pa·s为单位。在相同温度下，液体的动力黏度与其密度的比值，再乘10<6>，即得该液体的运动黏度,以mm<2>/s为单位。本药典采用在规定条件下测定供试品在平氏黏度计中的流出时间(s)，与该黏度计用已知黏度的标准液测得的黏度计常数(mm<2>/s<2>)相乘，即得供试品的运动黏度。 溶剂的黏度η<[o]>常因高聚物的溶入而增大，溶液的黏度η与溶剂的黏度η<[o]> 的比值(η／η<[o]>)称为相对黏度(η<[r]>), 常用在乌氏黏度计中的流出时间的比值(T／T<[o]>)来表示；当高聚物溶液的浓度较稀时,其相对黏度的对数值与高聚物溶液浓度的比值，即为该高聚物的特性黏数[η]。根据高聚物的特性黏数可以计算其平均分子量。 仪器用具 (1)恒温水浴可选用直径30cm以上、高40cm以上的玻璃缸或有机玻璃缸,附有电动搅 拌器与电热装置，供测定运动黏度时应能恒温±0.1℃,供测定特性黏数时应能恒温 ±0.05℃。 (2) 5mm；测定球A的容量为3.5ml±0.5ml（选用流出时间在120～180秒之间为宜）。 第一法(用平氏黏度计测定运动黏度或动力黏度) 照各药品项下的规定，取毛细管内径符合要求的平氏黏度计1支，在支管F上连接一橡皮管，用手指堵住管口2,倒置黏度计，将管口1插入供试品（或供试溶液，下同）中，自橡皮管的另一端抽气,使供试品充满球C 与A并达到测定线m<[2]>处，提出黏度计并迅速倒转，抹去黏附于管外的供试品，取下橡皮管使连接于管口1上，将黏度计垂直固定于恒温水浴中,并使水浴的液面高于球C的中部，放置15分钟后，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满球A并超过测定线m<[1]>，开放橡皮管口，使供试品在管内自然下落，用秒表准确记录液面自测定线m<[1]>下降至测定线m<[2]>处的流出时间。依法重复测定3次以上,每次测定值与平均值的差值不得超过平均值的±5％。另取一份供试品同样操作，并重复测定3次以上。以先后两次取样测得的总平均值按下式计算，即为供试品的运动黏度或供试溶液的动力黏度。运动黏度(mm<2>/s)＝Kt 动力黏度(Pa·s)＝10<6>·Kt·ρ 式中 K为用已知黏度的标准液测得的黏度计常数，mm<2>/s<2>； t 为测得的平均流出时间, s；ρ为供试溶液在相同温度下的密度，Kg/m<3>。 第二法（用旋转式黏度计测定动力黏度）照各药品项下的规定，按照仪器说明书操作，并按下式计算供试品的动力黏度。 动力黏度(Pa·s)＝K'α式中 K'为用已知黏度的标准液测得的旋转式黏度计常数；α为偏转角。 第三法（用乌氏黏度计测定特性黏数）取供试品，照各品种项下的规定制成一定浓度的溶液，用3号垂熔玻璃漏斗滤过，弃去初滤液(约1ml),取续滤液(不得少于7ml)沿洁净、干燥乌氏黏度计的管2内壁注入B中，将黏度计垂直固定于恒温水浴（水浴温度除另有规
粘度测定 1.粘度 1.1 粘度——液体的粘稠程度，它是液体在外力作用下发生流动时，分子间所产生的内摩擦力。 粘度的大小是判断液态食品品质的一项重要物理常数。 粘度有绝对粘度、运动粘度、条件粘度和相对粘度之分。 1.2粘度分类 1.2.1 绝对粘度——也叫动力粘度。 它是液体以1cm／s 的流速流动时，在每l cm2 液面上所需切向力的大小，单位为“Pa·s”。 1.2.2. 运动粘度——也叫动态粘度。 它是在相同温度下液体的绝对粘度与其密度的比值，单位为“m2／s ”。 1.2.3 条件粘度——是在规定温度下，在指定的粘度计中，一定量液体流出的时间(s)或将此时间与规定温度下同体积水流出时间之比。 1.2.4相对粘度——是在一定温度时液体的绝对粘度与另一液体的绝对粘度之比，用以比较的液体通常是水或适当的液体。 2. 影响粘度的因素 粘度的大小随温度的变化而变化。 温度愈↑，粘度愈↓。 纯水在20℃时的绝对粘度为10—3 pa·s。 测定液体粘度可以了解样品的稳定性，亦可揭示干物质的量与其相应的浓度。粘度的数值有助于解释生产、科研的结果。 3. 粘度测试方法 粘度的测定方法按测试手段分为： 毛细管粘度计法、 旋转粘度计法、 滑球粘度计法等。 毛细管粘度计法设备简单、操作方便、精度高。后两种需要贵重的特殊仪器，适用于研究部门 3.1 毛细管粘度计法 3.1.1 原理 毛细管粘度计测定的是运动粘度。由样液通过一定规格的毛细管所需的时间求得样液的粘度。 3.1.2 仪器 取一定体积的液体在严格的温度与固定的液面高度的控制下，使其流经毛细管粘度计而计算其流经时间。根据流经时间与粘度计的校正常数的乘积即可得动力粘度。
液体粘滞系数的测量与研究 一 实验目的 1.了解用斯托克斯公式测定液体粘滞系数的原理,掌握其适用条件。 2.学习用落球法测定液体的粘滞系数。 3.熟练运用基本仪器测量时间、长度与温度。 4.掌握用外推法处理实验数据。 二 实验仪器 液体粘滞系数仪、螺旋测微器、游标卡尺、钢板尺、钢球、磁铁、秒表、温度计。 三 实验原理 当物体球在液体中运动时,物体将会受到液体施加的与其运动方向相反的摩擦阻力的作用,这种阻力称为粘滞阻力,简称粘滞力。粘滞阻力并不就是物体与液体间的摩擦力,而就是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。粘滞力的大小与液体的性质、物体的形状与运动速度等因素有关。 根据斯托克斯定律,光滑的小球在无限广延的液体中运动时,当液体的粘滞性较大,小球的半径很小,且在运动中不产生旋涡,那么小球所受到的粘滞阻力f 为 vd f πη3= (1) 式中d 就是小球的直径,v 就是小球的速度,η为液体粘滞系数。η就就是液体粘滞性的度量,与温度有密切的关系,对液体来说,η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,它们就是重力r gV 、浮力r 0gV 、粘滞阻力f 。开始下落时小球运动的速度较小,相应的阻力也小,重力大于粘滞阻力与浮力,所以小球作加速运动。由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加,加速度也越来越小,当小球所受合外力为零时,趋于匀速运动,此时的速度称为收尾速度,记为v 0 。经计算可得液体的粘滞系数为 2 018)(v gd ρρη-= (2) 式中0ρ就是液体的密度,ρ就是小球的密度,g 就是当地的重力加速度。 可见,只要测得v 0,即可由(2)式得到液体的粘滞系数。但就是注意,上述推导包括(1)、(2)式都在特定条件下方才适用(见原理的第一段黑体字部分),通过对实验仪器与实验方法的设计,
运动粘度测定法1）清洗玻璃毛细管粘度计； 2）将油品吸入玻璃毛细管粘度计； 3）将毛细管粘度计放入粘度测定器中； 4）开始计时； 5）十分钟后开始做实验； 6）从第一个刻度线开始计时，下面刻度线计时结束；7）记录时间（以秒为单位）； 8）重复三次实验，记录时间并计算平均值； 9）计算100℃或40℃的运动粘度：时间*粘度管系数。注意： 1）选择合适的粘度管； 2）吸入油品时不要有气泡进入； 3）观察是否堵管； 4）计算粘度时看清是哪个粘度管； 5）全浸式温度计的温度是否为100℃或40℃； 6）眼睛一定要平视刻度线时计时。
闪点的测定GB/T3536 闪点：在规定实验条件下，试验火焰引起试样蒸汽着火，并使火焰蔓延至液体表面的最低温度。 1）将试样装入试验杯至规定的刻度线； 2）开始加热，此时迅速升高试样的温度； 3）点燃实验火焰，并调节火焰直径为3.2mm~4.8mm； 4）当试样温度达到预期闪点前约56℃时减慢加热速度，使试样在达到闪点前的最后23℃左右时升温速度为5~6（℃/min）； 5）在预期闪点前至少23℃左右，开始用试验火焰扫划，温度每升高2℃扫划一次； 6）当在试样液面上的任何一点出现闪火时，立即记录温度计的温度读书，作为观察闪点； 注意： 1）试样装入试验杯时，是试样的弯月面顶部恰好位于试验杯的装样刻线； 2）温度计垂直放置，使其感温泡底部距试验杯底部6mm； 3）试验过如果试样表面形成一层膜，应把油膜拨到一边再继续试验；4）程中，避免他人在试验杯附近随意走动，以防扰乱试样蒸气；5）不要把有时在试验火焰周围产生的淡蓝色光环与真正的闪火相混淆。
液体黏度的测定实验报告记录
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物理实验报告 液体黏度的测定 各种实际液体都具有不同程度的黏滞性。当液体流动时，平行于流动方向的各层流体之间，其速度都不相同，即各层间存在着滑动，于是在层与层之间就有摩擦力产生。这一摩擦力称为“黏滞力”。它的方向在接触面内，与流动方向相反，其大小与接触面面积的大小及速度梯度成正比，比例系数称为“黏度”（又称黏滞系数，viscosity ）。它表征液体黏滞性的强弱，液体黏度与温度有很大关系，测量时必须给出其对应的温度。在生产上和科学技术上，凡是涉及流体的场合，譬如飞行器的飞行、液体的管道输送、机械的润滑以及金属的熔铸、焊接等，无不需要考虑黏度问题。 测量液体黏度的方法很多，通常有：①管流法。让待测液体以一定的流量流过已知管径的管道，再测出在一定长度的管道上的压降，算出黏度。②落球法。用已知直径的小球从液体中落下，通过下落速度的测量，算出黏度。③旋转法。将待测液体放入两个不同直径的同心圆筒中间，一圆筒固定，另一圆筒以已知角速度转动，通过所需力矩的测量，算出黏度。④奥氏黏度计法。已知容积的液体，由已知管径的短管中自由流出，通过测量全部液体流出的时间，算出黏度。本实验基于教学的考虑，所采用的是奥氏黏度计法。 实验一 落球法测量液体黏度 一、【实验目的】 1、了解有关液体黏滞性的知识，学习用落球法测定液体的黏度； 2、掌握读数显微镜的使用方法。 二、【实验原理】 将液体放在两玻璃板之间，下板固定，而对上板施以一水平方向的恒力，使之以速度v 匀速移动。黏着在上板的一层液体以速度v 移动；黏着于下板的一层液体则静止不动。液体自上而下，由于层与层之间存在摩擦力的作用，速度快的带动速度慢的，因此各层分别以由大到小的不同速度流动。它们的速度与它们与下板的距离成正比，越接近上板速度越大。这种液体流层间的摩擦力称为“黏滞力”（viscosity force ）。设两板间的距离为x ，板的面积为S 。因为没有加速度，板间液体的黏滞力等于外作用力，设为f 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。
落球法测定液体的黏度 PB 张浩然 一、实验题目：落球法测定液体的黏度 二、实验目的：通过落球法测量油的黏度，学习并掌握测量的原理和方法 三、实验器材：小钢球、刻度尺、千分尺、游标卡尺、液体密度计、秒表、温度计。 四、实验原理： 1. 斯托克斯公式的简单介绍 粘滞阻力是液体密度、温度和运动状态的函数。如果小球在液体中下落时的速度v 很小，球的半径r 也很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的 6F vr πη= （1） η是液体的粘度，SI 制中，η的单位是 s Pa ? 2. 对雷诺数的影响 雷诺数R e 来表征液体运动状态的稳定性。设液体在圆形截面的管中的流速为v ，液体的密度为ρ0，粘度为η，圆管的直径为2r ，则 2e v r R ρη = （2） 奥西思-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响： 2 3196(1...)161080 e e F rv R R πη=+ -+ （3） 式中316e R 项和2191080 e R 项可以看作斯托克斯公式的第一和第二修正项。 随着R e 的增大，高次修正项的影响变大。 (1).容器壁的影响 考虑到容器壁的影响，修正公式为 2 3196(1 2.4)(1 3.3)(1...)161080 e e r r F rv R R R h πη=+++-+ （4） (2).η的表示 因F 是很难测定的，利用小球匀速下落时重力、浮力、粘滞阻力合力等于零，由式（4）得 3204319()6(1 2.4)(1 3.3)(1...)3161080 e e r r r g rv R R R h πρρπη-=+++-+ （5） 可得 202()131918(1 2.4)(1 3.3)(1...)22161080 e e gd d d v R R R h ρρη-=+++-+ （6） a.当R e <0.1时，可以取零级解，则式（6）就成为
实验十 粘度法测定聚合物的分子量 一、 实验目的 掌握用乌氏粘度计测定高分子溶液粘度的方法并计算粘均分子量M η。 二、 实验原理 高分子溶液具有比纯溶剂高得多的粘度，其粘度大小与高聚物分子的大小、形状、溶剂性质以及溶液运动时大分子的取向等因素有关。因此，利用高分子粘度法测定高聚物的分子量基于以下经验式： Mark 经验式： 式中：[η]－特性粘数 M －粘均分子量 K －比例常数 α－与分子形状有关的经验参数 K 和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。K 值受温度的影响较明显，而α值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5～1之间。K 与α的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定得［η］。 粘度除与分子量有密切关系外，对溶液浓度也有很大的依赖性，故实验中首先要消除浓度对粘度的影响，常以如下两个经验公式表达粘度对浓度的依赖关系： []α ηKM =（10-2） （10-3） （10-1）
式中：r η－相对粘度 sp η－增比粘度 sp η/c －比浓粘度 c －溶液浓度 βκ,－均为常数 1-=r sp ηη （10-5） 式中：t －溶液流出时间，0t －纯溶剂流出时间 显然 ][η即是聚合物溶液的特性粘数，和浓度无关，由此可知，若以c sp /η和 c sp /ln η分别对c 作图，则它们外推到 0→c 的截距应重合于一点，其值等于][η。 ln r ηsp C η或 C 图1 外推法求[η]值 图10-1 外推法求][η值 三、仪器和试剂 试剂：聚乙烯醇，蒸馏水 []c c r c sp c ηηηln lim lim 0 →→==（10-4） （10-6）
实验四液体粘滞系数的测定 一、实验目的： 1．用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数； 2．了解PID温度控制的原理； 3．练习用秒表测量时间，用螺旋测微器测量直径。 二、实验器材： 变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，秒表，螺旋测微器，游标卡尺、钢球若干。 三、实验原理： 当固体在液体内部运动或液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍固体与液体或液体之间的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘滞系数（或粘度）。 对液体粘滞性的研究在流体力学、化学化工、医疗、水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量、压力差、输送距离及液体粘滞系数，设计输送管道的口径。 测量液体粘滞系数可用落球法、毛细管法、转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘滞系数较高的液体，本实验采用落球法测量液体的粘滞系数。 粘滞系数的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘滞系数将迅速减小。例如对于蓖麻油，在室温附近温度每改变1?C，粘滞系数值改变约10%。因此，测定液体在不同温度的粘滞系数有很大的实际意义，欲准确测量液体的粘滞系数，必须精确控制液体温度。 1．落球法测定液体的粘滞系数 一个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式： （1） （1）式中d为小球直径。由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后（参见附录的推导），所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有： （2） （2）式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。由（2）式可解出粘滞系数η的表达式： （3） 本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：
粘度的主要测定方法 对粘度测定有：运动粘度、动力粘度、和条件粘度三种测定方法。下面简单介绍一下 (1)运动粘度：在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米(m2/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法 (2)动力粘度：ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/里米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工业上动力粘度单位用泊来表示。 (3)条件粘度：指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种： ①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度to时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。 ②雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。 ③赛氏粘度，即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如100oF、F210oF 或122oF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。
六、数据处理 由（4）可知，待 ,则 标 25时， 待标待 时， 待标待 时， 待标待 时， 待标待 表3黏度实验数据处理I 实验温度/25 30 35 40 水的密度 0.9970 0.9959 0.9940 0.9922 水 水的黏度 0.8904 0.7975 0.7194 0.6529 水 0.7852 0.7809 0.7767 0.7720 乙醇的密度 乙 水的流经时间 104.6 93.10 83.27 75.85 水 乙醇的流经时间154.9 141.6 130.6 117.2
乙 乙醇的黏度 乙 1.039 0.9507 0.8815 0.7981 以对作图，根据式(5)的直线关系求出无水乙醇的温度特性常数A 和B ，将数据处理结果列表 0.00318 0.003200.003220.003240.003260.003280.00330 0.003320.00334 0.003361/T (K -1 ) lg (Pa s) 表4 黏度实验数据处理II 实验温度 25 30 35 40
/ 乙0.01645 -0.02196 -0.05478 -0.09794 (1/T)/K 0.003356 0.003300 0.003247 0.003195 A/K 0.00142 B 0.00333 七、思考题 （1）液体黏度与温度有何关系？ 温度越高，黏度越低。 （2）简述测定流体黏度的原理和方法。 测定黏度通常测定一定体积的流体经一定长度垂直的毛细管所需的时间，然后根据泊赛耳公式计算其黏度，然而直接由实验测定液体黏度的黏度是比较困难的，通常采用测定液体对标准液体的相对黏度，用已知的标准流体的黏度来求出待测流体的黏度。 方法：奥氏黏度计、乌氏黏度计。
实验二液体粘度的测定 测量液体粘度的方法很多，有落球法，扭摆法，转筒法及毛细管法。本实验所采用的落球法（也称斯托克斯法）是最常用的测量方法。 【实验目的】 ?观察液体的内摩擦现象；用落球法测定液体的粘度。 ?学习用比重计测定液体的密度和秒表的使用方法。 【实验仪器】 量筒、小球、秒表、米尺、螺旋测微计、游标卡尺、镊子、比重计、温度计等。 （图 2 游标卡尺）
（图3 比重计）（图4 实验全图） 【注意事项】 ?实验过程中油应保持静止，油中无气泡。 ?为保持实验时液体温度不变，应避免用手捧握量筒。 ?量筒应铅直放置，使小球沿筒的中心线下降。
?量筒上、下部的环线标志 M 1和 M 2 应水平。 【思考题】 1. 小球在液体中的运动方程是什么，请用牛顿第二定律与微分方程求解。 2. 实验中测量误差的主要因素有哪些？小球的大小对测量结果有什么影响？ 3. 如何使用计算器的统计功能计算一个测量列的标准差？ 【应用提示】 在生产过程中，为确保产品质量，需要在生产线上随时检测产品各种性质的参数。如果待测物质是液体，通常需检测液体的粘度。在连续生产中测定液体粘度常选用旋转空管法。该方法不需要将待测液体从生产过程中取出，只需要把测量装置浸入待测液体，即可测量液体的粘度。 实物如图 5 所示。在旋转空管装置中有两个共轴且长度相同的外圆筒和内圆管，内圆管用金属丝悬挂。使用时，整个装置浸入待测的液体中，外圆筒与内圆管之间及内圆管里都充满待测液体。外圆筒在驱动装置作用下匀速转动，就会形成分层流动，内圆管亦在粘滞力矩的作用下转动。如要其保持不转，必须使内圆管还受到大小相等而方问相反的扭转力矩的作用。这个力矩由两部分组成：一为悬挂内圆管的金属丝受扭转产生的扭转力矩，另一个是液体作用于内圆管表面阻止内圆管转动的内摩擦力矩，其值与待测液体的粘度有关。 由于内圆管的内表面摩擦力矩对恒定的内圆管和固定的液体是恒定的，所以在实
粘度测试标准大全 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
GB 265-1988 石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法.pdf GB-T 10247-1988 粘度测试方法.pdf GB-T 11137-1989 深色石油产品运动粘度测定法(逆流法)和动力粘度计算法.pdf GB-T 11145-1989 车用流体润滑剂低温粘度测定法(勃罗克费尔特粘度计法).pdf GB-T 11409.8-1989 橡胶防老剂、硫化促进剂粘度的测定方法(旋转粘度计法).pdf GB-T 11543-1989 表面活性剂中、高粘度乳液的特性测试及其乳化能力的评定方法.pdf GB-T 12004.3-1989 聚氯乙烯增塑糊表观粘度测定方法.pdf GB/T 21989-2008塑料聚氯乙烯糊用Severs流变仪测定表观黏度 GB-T 12005.10-1992 聚丙烯酰胺分子量测定粘度法.pdf GB-T 12008.8-1992聚醚多元醇的粘度测定.pdf GB-T 12009.3-1989多亚甲基多苯基异氰酸酯粘度测定方法.pdf GB-T 12010.3-1989 聚乙烯醇树脂粘度测定方法.pdf GB-T 12029.2-1989 洗涤剂用羧甲基纤维素钠粘度的测定.pdf GB-T 12098-1989 淀粉粘度测定方法.pdf GB-T 1232.1-2000 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分：门尼粘度的测定.pdf
GB-T 1233-1992 橡胶胶料初期硫化特性的测定门尼粘度计法.pdf GB-T 13217.4-1991 凹版塑料油墨检验方法粘度检验.pdf GB-T 14074.3-1993 木材胶粘剂及其树脂检验方法粘度测定法.pdf GB-T 14235.8-1993 熔模铸造模料粘度测定方法.pdf GB-T 14490-1993 谷物及淀粉糊化特性测定法粘度仪法.pdf GB-T 14797.2-1993 浓缩天然胶乳硫化胶乳粘度的测定.pdf GB-T 14906-1994 内燃机油粘度分类.pdf GB-T 15357-1994 表面活性剂和洗涤剂旋转粘度计测定液体产品的粘度.pdf GB-T 1660-1982增塑剂运动粘度的测定(品氏法) .pdf GB-T 1661-1982 增塑剂运动粘度的测定(恩氏法) .pdf GB-T 1723-1993 涂料粘度测定法.pdf GB-T 17282-1998根据运动粘度确定石油分子量(相对分子质量)的方法.pdf GB-T 17473.5-1998 厚膜微电子技术用贵金属浆料测试方法粘度测定.pdf GB-T 17477-1998 驱动桥和手动变速器润滑剂粘度分类.pdf GB-T 1841-1980 聚烯烃树脂稀溶液粘度试验方法.pdf GB-T 1995-1998 石油产品粘度指数计算法.pdf
测量液体黏度实验报告 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
液体黏度的测量 物理学系 一、引言 黏滞性是指液体、气体和等离子体内部阻碍其相对流动的一种特性。如果在流动的流体中平行于流动方向将流体分成流速不同的各层，则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反的阻力或曳力存在。液体的黏度在医学、生产、生活实践中都有非常重要的意义。例如，许多心血管疾病都与血液的黏度有关；石油在封闭的管道中输送时，其输运特性与黏滞性密切相关。本实验旨在学会使用毛细管和落球法测定液体黏度的原理并了解分别适用范围，掌握温度计、密度计、电子秒表、螺旋测微器、游标卡尺的使用，并学会进行两种测量方法的误差分析。 二、实验原理 （一）落球法 当金属小圆球在黏性液体中下落时，它受到3个力，重力mg、浮力ρρρ和粘滞阻力。如果液体无限深广，在下落速度v较小下，粘滞阻力F有斯托克斯公式 F=6πρρρ(1) r是小球的半径；ρ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，运动一段时间后，速度增大，达到三个力平衡，即 mg=ρρρ+6πρρρ (2)
于是小球作匀速直线运动，由(2)式，并用3,,62 l d m d v r t πρ'===代入上式，并因为待测液体不能满足无限深广的条件，为满足实际条件而进行修正得 -gd 118(1 2.4)(1 1.6)t d d l D H ρρη'=++2（） (3) 其中ρ'为小球材料的密度，d 为小球直径，l 为小球匀速下落的距离，t 为小球下落l 距离所用的时间，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η，则其流 量Q 可以由泊肃叶定律表示： L P r Q ηπ84?= (4) 由泊肃叶定律，再加上当毛细管沿竖直位置放置时， 应考虑液体本身的重力作用。因此，可以写出 t L gL P r V ?+?=ηρπ8)(4 （5） 本实验所用的毛细管黏度计如图1所示，实验时将一 定量的液体注入右管，用吸球将液体吸至左管。保持黏度 计竖直，然后让液体经毛细管流回右管。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h 1，BD 间高度差为h 2。因
液体粘滞系数的测定实验的应用——球体密度测量仪 摘要：在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，互相接触的两层液体之间就有力的作用，两相邻液层间的这一作用力称为摩擦力或粘滞力。液体的粘滞系数η取决于液体的性质和温度。在用落球法测量液体粘滞系数中，假若控制温度等条件，选取某种液体测出其η并以此为标准液，便可反之计算出小球的密度。 关键词：球体密度测量仪、斯托克斯公式、液体的粘滞系数 引言：在测球体密度ρ时，一般都根据公式ρ=m/v,质量m 一般用天平称出，可是根据“固体密度的测定”实验可知，一般的天平测量质量时存在较大的误差。体积v 需先用游标卡尺先测得球体的直径d ，然后代球体体积公式计算。其中球体形状不一定规则，在测量直径时，存在误差；在带公式计算时兀的小数点选取不同又会造成误差。为了是这些误尽可能少的出现，我们不妨只测定小球的直径，同时在标准液粘滞系数η确定的情况下，在通过测时间t ，便可以换算出小球的密度。 一、仪器原理 当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力mg 、液体作用于小球的浮力gV ρ（V 为小球体积，ρ为液体密度） 和粘滞阻力F （其方向与小球运动方向相反）。如果液体 无限深广，在小球下落速度v 较小的情况下，有： vr F πη6= （1） 上式称为斯托克斯公式，式中η为液体的粘滞系数， 单位是s Pa ?，r 为小球的半径。 小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力不大，但 是随着下落速度的增大，阻力也随之增大。最后，三个力 达到平衡，即： rv gV mg πηρ6+=液 于是小球开始作匀速直线运动，由上式可得：vr g V m πρη6)(液-= 令小球的直径为d ，并用ρπ 36d m =，t L v =，令小球的直径为d ，并用ρπ36 d m =，t L v =，2 d r =代入上式得： L t gd 18)(2液ρρη-= （2） 其中ρ为小球材料的密度，L 为小球匀速下落的距离，t 为小球下落L 距离所用的时间。
液体粘滞系数的测量与研究 一 实验目的 1．了解用斯托克斯公式测定液体粘滞系数的原理，掌握其适用条件。 2．学习用落球法测定液体的粘滞系数。 3．熟练运用基本仪器测量时间、长度和温度。 4．掌握用外推法处理实验数据。 二 实验仪器 液体粘滞系数仪、螺旋测微器、游标卡尺、钢板尺、钢球、磁铁、秒表、温度计。 三 实验原理 当物体球在液体中运动时，物体将会受到液体施加的与其运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种阻力称为粘滞阻力，简称粘滞力。粘滞阻力并不是物体与液体间的摩擦力，而是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。粘滞力的大小与液体的性质、物体的形状和运动速度等因素有关。 根据斯托克斯定律，光滑的小球在无限广延的液体中运动时，当液体的粘滞性较大，小球的半径很小，且在运动中不产生旋涡，那么小球所受到的粘滞阻力f 为 vd f πη3= （1） 式中d 是小球的直径，v 是小球的速度，η为液体粘滞系数。η就是液体粘滞性的度量，与温度有密切的关系，对液体来说，η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、浮力、粘滞阻力f 。开始下落时小球运动的速度较小，相应的阻力也小，重力大于粘滞阻力和浮力，所以小球作加速运动。由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加，加速度也越来越小，当小球所受合外力为零时，趋于匀速运动，此时的速度称为收尾速度，记为v 0 。经计算可得液体的粘滞系数为 2 018)(v gd ρρη-= （2） 式中0ρ是液体的密度，ρ是小球的密度，g 是当地的重力加速度。 可见，只要测得，即可由（2）式得到液体的粘滞系数。但是注意，上述推导包括（1）、 （2）式都在特定条件下方才适用（见原理的第一段黑体字部分），通过对实验仪器和实验方法的设计，这些条件大多数都可以满足或近似满足（结合本实验所用仪器和实验步骤，思考