A. 液体粘滞系数的测定 思考题
[实验器材]
奥氏粘度计、温度计、秒表、玻璃缸、洗耳球、量筒、量杯、刻度移液管(滴定管)、蒸馏水、洒精等。
[实验原理]
1840年泊肃叶(Poiseulle)研究了牛顿液体在玻管中的流动,他发现流经毛细管的水的流量V与压力差 ΔP=P1-P2、毛细管半径r0的四次方及时间t成正比,与毛细管的长度L、液体的粘度η成反比。其表达式是:
(2一1)
则
(2一2)
图2-1 奥氏粘度计
应用这一原理,奥氏特瓦尔德(1553一1932)设计制做了如图2一1所示的粘度计。它用玻璃制成,P泡的位置较高,为测定液体体积的球,上下各有一刻痕A和B(A、B间的容器相当于量筒),在B之下是一段截面相等的毛细管BC;Q泡位置较低,且比P泡大,为储液器。使用时竖直放置在恒温槽中。如果我们采用直接法测量,需将一定量的液体由D管注入,然后用洗耳球或移液管把液休吸人P泡,高于A线,让液体经毛细管自由下降。液体下落到A线时开始计时,至B线时停止计时,时间间隔为t秒,流经BC的液体体积为V。由于该部分液体向下流动,受到的压强差是 P=ρgh,因此有关系式
(2-3)
但是在实际中h、r0、L、V都是难以测准的,尤其是h在测量过程中,随着液体重力势能的改变而正比地变化着,更无法测量。因此用式2-3进行测算,其误差很大,实施也较为困难,因而我门通常采用比较法,即让相同体积的标准液体如蒸馏水和待测液体分别流过同一粘度计,则有
(2-4)
(2-5)
将上述二式进行比较,可得
由于相同体积的液体作用在毛细管中液体的平均液柱高度h都相同,所以
(2-6)
从式2-6可以看出,要测某一待测液体的粘滞系数,只要测量流经毛细管的时间t1、t2和密度ρ1、ρ2就可以了。从而使实验简化,并提高了测量的精确度。
此法对于牛顿液体(如酒精、血清或血浆)的测量来说,其测量精度高,操作简便、并且装置便宜。然而对于非牛顿液体来说就不太适宜,需换用其它的仪器,如旋转粘度计、锥板粘度计等。
[实验步骤]
测定某一温度下酒精的粘滞系数
1.先用蒸馏水洗涤粘度汁三次,再用少量酒精(待测液)洗涤一次,甩干。
2.将粘度汁垂直地放人水缸,并在水缸中插人温度汁。
3.用量筒(或移液管)取适量体积的酒精(如9毫升)注入粘度计,待几分钟后,记下水缸温度。
4.用洗耳球从E端将酒精缓慢地吸至A刻度线以上,迅速移开洗耳球。当液面降到A处时,开启停表;等液面降到B处时,卡住停表,记下表上的时间t2,如此重复五次,求出t2的平均值 和平均绝对误差 。
5.将酒精从粘度计中倒人废酒精瓶中,再用蒸馏水洗涤五次,甩干。
6.取与酒精相同体积的标准液体(蒸馏水)注入粘度汁,按4的方法,测出蒸馏水的t1,并求出 和 。
7.从附表2-2中查出选定温度下水和酒精的密度ρ1、ρ2,以及在此温度下蒸馏水的粘滞系数η1。
8.将以上数据代人2-6式算出酒精在选定温度下的粘滞系数η2 。
[实验记录]
测量时的温度 T= (℃)
水的密度 ρ1= (kg/m3)
酒精的密度 ρ2= (kg/m3)
水的粘滞系数η1= (Pa.S)
表2-1 酒精的粘滞系数的测定
次数 待测量
蒸馏水(t1) 蒸馏水(Δt) 洒精(t2) 洒精(Δt)
1
2
3
4
5
相对误差
酒精的粘滞系数 (Pa.S)
平均绝对偏差
测量结果 (Pa.S)
[注意事项]
1.吸液体时要慢慢地吸,尤其快到A线时更应注意,不能吸得太猛,以免液体吸人洗耳球,而影响实验结果。
2.在甩水和更换液体时,要小心不要折断粘度计。
3.标准液体和待测液体的体积必须相等,否则无法进行比较。
B. 液体粘滞系数的测定实验
1. 体积相同 保证液柱高度相同,接下来可以在计算中把高度h消掉。
2. 保持测量时温度的恒定。
3. 用待测液体润洗,可以减小实验误差。
4. 对人体的血压有一定的影响,凡使血液粘滞度增加的因素,都有可能加大外周阻力,血压升高,而增加心脏负担。
C. 求用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数实验后的如图的思考题
由于实验球并非实线宽广液体落,直径与落速度关
关系v0=v(1 kd/D)式D管直径,k与实验条件关修系数
粘滞系数η=(ρ-ρ0)gd^2/18v0,看似关系,密度v0能能消掉
D. 测定液体粘滞系数的实验的几个问题
第2个,为了保持温度恒定4,对人体血压有一定的影响,凡使粘滞度增加的因素都有可能加大外因阻力,血压升高而增加心脏负担嘿嘿我也是到处找的
E. 测液体粘滞系数实验时小球下落速度变化的分析, 十万火急!!!
前提是液体要很深,并且小球沿着液面中心轴线下落,小球刚进入液体时,对小球受力分析的话,向上的粘滞阻力,浮力,向下的重力
开始速度较小,重力大于粘滞阻力和浮力的合力,小球加速下落,而小球下落速度和粘滞阻力成正比,所以粘滞阻力会随着速度增大而增大,小球的加速度越来越小最终,粘滞阻力和浮力的合力等于小球的重力,所以小球匀速运动。
F. 液体粘滞系数的测定预习思考题
你是在做物理实验吧,我刚做完这个实验。
1,因为要用到公式4(见书本124面),所以需要保证两种液体的h相同。
2,保证测量时温度的恒定。
3,避免其他液体与待测液体混合造成的干扰。
4,使血压升高,会增加心脏的负担。
你自己再适当拓展些,有的老师喜欢详细的,有的喜欢简单的,要看你运气了。好运吧。
G. 落球法测量液体的粘滞系数思考题有哪些
如何判断小球在液体中已处于匀速运动状态?答:先确定量筒之间的一段长度,测量出小球在此之间下落的时间,时间多次测量取平均值,算出这段距离的速度。然后再将这段距离放大或者缩小,测量时间,再算出这段距离的速度。如果后面计算得到的速度和之前得到的速度一样,那么就可以认为小球在这段距离是处于匀速运动状态。
液体粘滞系数又称液体粘度,是液体的重要性质之一,在工程、生产技术及医学方面有着重要的应用。采用落球法测量液体粘滞系数,物理现象明显,概念清晰,实验操作和训练内容较多,非常适合大学实验教学;但以往此方法由于受手工按秒表、视差及小球下落偏离中心等因素影响。
测量下落速度准确度不高。本公司研制的LPH型落球法变温粘滞系数实验仪具有以下优点。
1.用激光光电传感器结合单片机计时,克服人工秒表计时的视差和反应误差,测量小球下落速度的准确度高,引导学生掌握一种新型计时、测速、计数的方法。
2.设计地盘水平和立杆垂直调节装置及衡量中心小球下落漏斗,保证小球从量筒中心下落。
3.两个严格平行的激光束,不仅可以精确测量下落时间,而且可以精确测量下落距离。用手工计时,激光照明测距,可消除视差,便于两种计时方法和误差分析。本仪器既保留原实验装置的操作和实验内容。
又增加了激光光电计时器的原理及使用方法,扩大了知识面,提高了测量精度,体现了实验教学的现代化。本仪器可用于高等院校,中专的基础物理实验和设计研究性实验、演示实验。
H. 谁知道落球法测量液体的粘滞系数的实验报告
实验十九 液体粘滞系数的测定
【实验简介】
当一种液体相对于其他固体、气体运动,或同种液体内各部分之间有相对运动时,接触面之间存在摩擦力。这种性质称为液体的粘滞性。粘滞力的方向平行于接触面,且使速度较快的物体减速,其大小与接触面处的速度梯度成正比,比例系数 称为粘度。 表征液体粘滞性的强弱,测定的方法有(1)泊肃叶法,通过测定在恒定压强差作用下,流经一毛细管的液体流量来求;(2)转筒法,在两同轴圆筒间充以待测液体,外筒做匀速运动,测内筒受到的粘滞力距;(3)阻尼法,测定扭摆、弹簧振子等在液体中运动周期或振幅的改变;(4)落体法,通过测量小球在液体中下落的运动状态来求。
对液体粘滞性的研究在物理学、化学化工、生物工程、医疗、航空航天、水利、机械润滑和液压传动等领域有广泛的应用。本实验采用落球法测定液体粘度。对液体粘滞性运动规律进行深入研究的人是斯托克斯。
图19-1 斯托克斯
斯托克斯生平简介
斯托克斯,G。G(George Gabriel stokes1819~1903)英国力学家、数学家。1819年8月13日生于斯克林,1903年2月1日卒于剑桥。
斯托克斯的主要贡献是对粘性流体运动规律的研究。C.-L.-M.-H.纳维从分子假设出发,将L.欧拉关于流体运动方程推广,1821年获得带有一个反映粘性的常数的运动方程。1845年斯托克斯从改用连续系统的力学模型和牛顿关于粘性流体的物理规律出发,在《论运动中流体的内摩擦理论和弹性体平衡和运动的理论》中给出粘性流体运动的基本方程组,其中含有两个常数,这组方程后称纳维-斯托克斯方程,它是流体力学中最基本的方程组。
【实验目的】
1、掌握什么是标征液体粘滞性强弱的重要参数;
2、学习测量液体的粘滞系数的方法;
【实验仪器】
蓖麻油、玻璃圆筒(高约50cm,直径5cm)、温度计、秒表、螺旋测微计、直尺。
【实验原理】
1、粘滞系数的计算
若液体无限深广,小球下落速度 较小情形时,有:
—粘滞系数 单位:
小球匀速运动时,三个力达到平衡:
令小球直径为 ,并用 , , ,代入上式得
2、实验时容器内径为 ,液柱高度为 上式须修正为:
图19-2 实验装置简图
给定参数:
重力加速度:
蓖麻油密度:
钢球密度:
【实验内容及要求】
1、将玻璃管调节竖直,标记出小球下落距离 (大约 );
2、记录室温 ;
3、用螺旋测微计测量小球直径 ,重复六次测量,注意记录螺旋测微计的零点读数;
4、测量小球匀速下落 所需要的时间 ,重复六次测量;
5、用直尺测出玻璃管直径 ,液面高度 ;
6、整理好实验仪器。
【数据记录】
温度 ,玻璃管内直径 mm,液面高度 mm,
测量小球直径,零点读数: mm, mm, mm
次数
1
2
3
4
5
6
下落速度的测量,下落距离 mm,
次数
1
2
3
4
5
6
【数据处理】
s
s
误差分析:(说明实验产生误差的可能因素及影响大小)
【思考题】
1、如何判断小球在作匀速运动?
2、如何判断玻璃管是竖直的?
3、小球偏离中心轴线下落对实验会带来什么样的影响?