实验三 液体粘滞系数的测定VIP专享VIP免费

实验三液体粘滞系数的测定方法一：用乌式粘度计测定酒精的粘滞系数[实验目的]1．1．进一步巩固和理解粘滞系数的概念。2．2．学会一种测定粘滞系数的方法。[实验器材]粘度计、铁架台、秒表、温度计、打气球、玻璃缸、蒸馏水、酒精、量杯。[仪器描述]如图3-1所示，粘度计是由三根彼此相通的玻璃管A、B、C构成。A管经一胶皮管与一打气球相连，A管底部有一大玻璃泡，称为贮液泡；B管称为测量管，B管中部有一根毛细管，毛细管上有一大和一小两个玻璃泡，在大泡的上下端分别有刻线N、N′；C管称为移液管，C管上端有一乳胶管，为的是在C管处设置夹子。整个实验是在装满水的玻璃缸中进行。[实验原理]图3-1乌式粘度计一切实际液体都具有一定的“粘滞性”，当液体流动时，由于粘滞性的存在，不同的液层有不同的流速v（如图3-2），流速大的一层对流速小的一层施以拉力，流速小的一层对流速大的一层施以阻力，因而各层之间就有内磨擦力的产生，实验表明，内磨擦力的大小与相邻两层的接触面积S及速度梯度dv/dy成正比，即F·yvdd·S式中的比例系数叫做粘滞系数，又叫内磨擦系数。不同的液体具有不同的粘滞系数。一般情况下，液体的值随温度的升高而减少。在国际单位制中，的单位为帕·秒（Pa·s）。图3-2速度梯度当粘滞液体在细管中作稳恒流动时，若管的半径为R，管长为L，细管两端的压强差为ΔP1，液体的粘滞系数为1，则在时间t1内液体流经细管的体积V可依泊肃叶公式求出：11148tPLRV（3-1）同理，对于同一细管，若换用另一种粘滞系数为2的液体，并假设这时细管两端的压强差为ΔP2，体积仍为V的液体流经细管所需时间为t2，则有：22248tPLRV（3-2）由（3-1）式和（3-2）式得111222ttPP（3-3）如果实验时把细管铅垂方向放置，则压强差是由重力引起的，于是121212hghgPP（3-4）此处1及2是两种不同液体的密度，将（3-4）式代入（3-3）式，得111222tt（3-5）可见，如果一种液体的粘滞系数1为已知，且两种液体的密度1及2可查表得到，则只要测出两种液体流经同一细管的时间t1和t2，即可根据（3-5）式算出被测液体的粘滞系数2.本实验是已知水的1值，求待测酒精的2值。粘滞系数的测定是医学和生物实验中常常遇到的。这种由一种物质的已知量1求得另一种物质的相应未知量2方法称之为比较测量法，是实验科学中常用的方法之一。[实验步骤]1．松开固定粘度计的夹子，取出粘度计，分别将蒸馏水灌入粘度计的B管、C管中冲洗粘度计，并用打气球将水挤出。2．把洗好的粘度计放在充满水的玻璃缸中，将粘度计调整为铅垂状态，此时旋紧固定粘度计的夹子。3．在实验过程中，为尽量保证温度稳定，特将粘度计放在盛有室温水的玻璃缸内进行。4．打开阀门1和阀门2，将蒸馏水由C管灌入粘度计内，灌到贮液泡四分之三的体积时，即可停止注入蒸馏水。5．关闭阀门1和旋紧阀门2，用手按动打气球，此时水开始从B管中上升，当蒸馏水上升到B管顶端的小泡位置时，即可停止打气。6．先打开阀门1，然后再旋松阀门2，此时水开始从B管中往下降，当水面刚刚降落到刻线N时，用秒表计时，直到液面下降到N′时停止计时，这个时间间隔即为t1.7．重复步骤5、步骤6，测量水流过N、N′所用的时间t1，重复3次，将数据填入表中。8．记下玻璃缸中温度计的读数T1.9．将粘度计取下，倒出蒸馏水，用待测液（本实验用酒精）精洗一下粘度计，然后倒出酒精。10．把用待测液（酒精）清洗后的粘度计放入玻璃缸中，并调成铅垂状态，固定住粘度计。11．将待测液（酒精）从C管中灌入，灌到贮液泡体积的四分之三时，即可停止注入酒精。12．重复步骤5、步骤6，测量酒精流过N、N′所用的时间t2，重复3次，将数据填入表中。13．记下玻璃缸中温度计的读数T2.14．实验完毕将酒精倒入回收酒精的烧杯中。15．从本实验讲义的附表中，查出实验温度下水的密度1和水的粘滞系数1值，再查出待测液体的密度2，根据（3-5）式求出待测液体的粘滞系数2.[数据记录与处理]T1=℃T2=℃温度221TTT=℃查表：水的密度1=酒精的密度2=水的粘滞...