實(shí)驗(yàn)四奧氏粘度計(jì)測液體的粘滯系數(shù)

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1、實(shí)驗(yàn)四奧氏粘度計(jì)測液體的粘滯系數(shù)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.學(xué)會(huì)使用奧氏粘度計(jì)測定液體的粘滯系數(shù)2.學(xué)會(huì)正確使用溫度計(jì)，秒表3.了解比較法的好處。【實(shí)驗(yàn)儀器】奧氏粘度計(jì)，溫度計(jì)，秒表，量筒，大燒杯，物理支架，蒸餾水，酒精，吸球。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1。圖1實(shí)驗(yàn)裝置示意圖【實(shí)驗(yàn)原理】各種實(shí)際液體具有不同程度的粘滯性，當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)，平行于流動(dòng)方向的各層流體速度都不相同，即存在著相對(duì)滑動(dòng)，于是在各層之間就有摩擦力產(chǎn)生，這一摩擦力稱為粘滯力，它的方向平行于接觸面，其大小與速度梯度及接觸面積成正比，比例系數(shù)η稱為粘滯系數(shù)，它是表征液體粘滯1性強(qiáng)弱的重要參數(shù)，液體的粘滯性的測量是非常重要的

2、，例如，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，許多心血管疾病都與血液粘度的變化有關(guān)，血液粘度的增大會(huì)使流入人體器官的血流量減少，血液流速減緩，使人體處于供血和供氧不足的狀態(tài)，這可能引起多種心腦血管疾病和其他許多身體不適癥狀。因此，測量血粘度的大小是檢查人體血液健康的重要標(biāo)志之一。又如，石油在封閉管道中長距離輸送時(shí)，其輸運(yùn)特性與粘滯性密切相關(guān)，因而在設(shè)計(jì)管道前，必須測量被輸石油的粘度。1840年泊肅葉（Poiseulle）研究了牛頓液體在毛細(xì)管中的流動(dòng)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)液體在毛細(xì)管中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流經(jīng)毛細(xì)管的流量V與毛細(xì)管兩端壓強(qiáng)差ΔP＝P1-P2、毛細(xì)管半徑r0的四次方及時(shí)間t成正比，與毛細(xì)

3、管的長度L、液體的粘滯系數(shù)η成反比。根據(jù)泊肅葉公式4πrP?Q=(1)8ηL則由此可得液體的粘滯系數(shù)為4πrP?η=t（2）8VL其中V＝Qt為時(shí)間t內(nèi)流過毛細(xì)管的液體體積。應(yīng)用這一原理，奧氏特瓦爾德（1553一1932）設(shè)計(jì)制做了如圖1所示的粘度計(jì)。它用玻璃制成，B泡的位置較高，為測定液體體積的球，上下各有一刻痕m和n（m、n間的容器相當(dāng)于量筒），在n之下是一段截面相等的毛細(xì)管C。使用時(shí)豎直放置在恒溫槽中。如果我們采用直接法測量，需將一定量的液體由A管注入，然后用吸球把液休吸入B泡，高于m線，讓液體經(jīng)毛細(xì)管自由下降。液體下落到m線時(shí)開始計(jì)時(shí)，至n線時(shí)停止計(jì)

4、時(shí)，時(shí)間間隔為t秒，流經(jīng)m、n的液體體積為V。由于該部分液體向下流動(dòng)，受到的壓強(qiáng)差是ΔP=ρgh。但是在實(shí)際中h、r、L、V都是難以測2準(zhǔn)的，尤其是h在測量過程中，隨著液體重力勢能的改變而正比地變化著，更無法測量。因此可以用比較法測量未知液體的粘滯系數(shù)。即讓相同體積的標(biāo)準(zhǔn)液體（如蒸餾水）和待測液體分別流過同一粘度計(jì)，如果兩種液體其密度和粘滯系數(shù)分別為ρ1，η1和ρ2，η2通過相同的毛細(xì)管的時(shí)間分別為t1和t2，則有ρt22η=η(3)21ρt11由此可見，如果已知液體1的ρ1，η1和液體2的ρ2，測出兩種液體通過毛細(xì)管的時(shí)間t1和t2，即可求出液體2的粘滯系

5、數(shù)η2。從而使實(shí)驗(yàn)簡化，并提高了測量的精確度?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1、測定某一溫度下酒精的粘滯系數(shù)。2、用8ml蒸餾水洗滌粘滯計(jì)，尤其是毛細(xì)管一定要洗滌干凈。3、將粘度計(jì)如圖1固定于水槽中，注意毛細(xì)管要豎直。4、將6ml蒸餾水自A管注入，利用吸球自B管開口處將管中的蒸餾水吸至高于刻痕m上一點(diǎn)，捏住橡膠管，取下吸球。5、放開橡膠管，使毛細(xì)管中蒸餾水自然下降，當(dāng)液體流經(jīng)刻痕m時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)，當(dāng)液體流經(jīng)刻痕n時(shí)按下秒表停止計(jì)時(shí)，記下時(shí)間t1和溫度T1。按步驟3、4重復(fù)三次。6、取下粘度計(jì)，用酒精洗滌（8ml）干凈，洗滌后的酒精倒入酒精回收瓶。7、將6ml的酒精注入粘度

6、計(jì)，按3、4的步驟操作，記下此時(shí)的溫度T2和時(shí)間t2，重復(fù)三次。8、將酒精倒出，取下粘度計(jì)，用蒸餾水洗凈。39、查出選定溫度下水和酒精的密度ρ1、ρ2，利用(3)式計(jì)算η2，如果和理論值的誤差大于5％，則重做實(shí)驗(yàn)?！咀⒁馐马?xiàng)】1、拿粘度計(jì)時(shí)要注意最好只拿A管，以免損壞粘度計(jì)。2、粘度計(jì)一般要清洗3次，以保證清洗干凈。3、粘度計(jì)B管要浸入水槽中并保持豎直，粘度計(jì)中的液體不能有氣泡。4、將液體從A管用吸球吸到B管時(shí)，要注意不要使其進(jìn)入橡膠管。5、實(shí)驗(yàn)中不要長時(shí)間拿住粘度計(jì)，以免改變粘度計(jì)中液體的溫度，若環(huán)境溫度改變較大，要重做實(shí)驗(yàn)。6、秒表有兩類，要注意其讀數(shù)和

7、使用方法。按秒表時(shí)不能用力過度?！緮?shù)據(jù)表格與數(shù)據(jù)處理】溫度T＝水的密度ρ1＝酒精的密度ρ2＝水的粘滯系數(shù)η1＝蒸餾水酒精次數(shù)t1(s)T1(?C)t1(s)T2(?C)123平均值ρ2t2酒精的粘滯系數(shù)：η2=η1=ρ1t1η2?ηtheo相對(duì)誤差：E=×100%=ηtheo結(jié)果表達(dá)式：η2=η2±?η=4