(完整精品)大学物理实验报告之奥式粘度计.docx

大学物理实验报告姓名学号学院 班级实验日期 2017年5月23日实验地点：实验楼B411室实验名称用奥式黏度计测定液体的黏滞系数组号第组【实验目的】1.进一步巩固和理解黏滞系数的概念。2.掌握用奥式黏度计测定液体黏滞系数的方法。【实验器材】奥式黏度计、温度计、秒表、量筒、乙醇、蒸馏水、移液管、洗耳球、大烧杯、物理支架、胶头滴管。【实验原理】一切实际液体都具有一定的“黏滞性”，当液体流动时，由于黏滞性的存在，不同的液层有不同的流速v（如图1)，流速大的一层对流速小的一层施以动力，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摩擦力的产生。实验表明，内摩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，即式中的比例系数η叫做黏滞系数，又叫内摩擦系数。不同的液体具有不同的黏滞系数。一般情况下，液体的η值随温度的升高而减少。在国际单位制中，η的单位为帕?秒(Pa?s)。当黏滞系数为η的液体在半径为R、长为L的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：（式1）本实验用奥氏黏度计，采用比较法进行测量。实验时，常以黏滞系数已知的蒸馏水作为比较的标准。先将水注人黏度计的球泡A中，再用洗耳球将水从A泡吸到B泡内，使水面高于刻痕m，然后将洗耳球拿掉，在重力作用下让水经毛细管又流回A泡，设水面从刻痕m降至刻痕n所用的时间为t1，若换以待测液体，测出相应的时间为t2，由于流经毛细管的液体的体积相等，故有：V1=V2，即Q1t1=Q2t2即得（式2）式中η1和η2分别表示水和待测液体的黏滞系数。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（式3）代入式2，得（式4）从本实验最后的附表中查出实验温度下的ρ1、ρ2和η1值，则根据式4可求得待测液体的黏滞系数η2。可见，如果一种液体的黏滞系数η1为已知，且两种液体的密度ρ1及ρ2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，即可根据式5算出被测液体的黏滞系数η2。本实验是已知蒸馏水的η1值，求待测酒精的η2值。黏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求得另一种物质的相应未知量η2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、在大烧杯内注入一定室温的清水，以不溢出杯外为度，作为恒温槽。2、用蒸馏水将黏度计内部清洗干净并甩干，将其铅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：取水和取待测液体的用具不要混用，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。当液面降至痕线m时，按动秒表开始计时，液面降至痕线n时，按停秒表，记下所需时间t1。重复测量tl3次。5、将蒸馏水换成待测液体乙醇，重复上述步骤3和步骤4，测量同体积的乙醇流经毛细管时所用时间t2，重复测量3次。（先将黏度计用待测液体乙醇清洗一下）6、测量恒温槽中水的温度T。【数据记录与处理】查表与记录： 实验温度 T = 20℃蒸馏水的密度= 0.99823×103kg /m3乙醇的密度= 0.789×103kg /m3蒸馏水的粘度系数= 1.005×10-3 Pa·s数值项目次数蒸馏水t1(s)乙醇t2(s)t1的绝对误差Δt1(s)t2的绝对误差Δt2(s)123平均??计算： 结果： 【原始实验数据粘贴处】【思考题】为什么要取相同体积的待测液体和标准液体进行测量？奥氏粘度计测定时，标准液和待测液的体积必须相同，因为液体下流时所受的压力差ρgh与管2中液面高度有关。为什么实验过程中要将粘度计浸在水中？为了提供一个相对较恒温的条件并测量出黏度计所在环境的温度，因为温度对黏度的影响很大。 3．测量过程中为什么必须使粘度计保持竖直位置？因为重力对压强差、结果的测量准确度有影响，应保证液体只收重力的作用流下，不受管壁的影响。