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)

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华  南  师  范  大  学  实  验  报  告

实验类型□验证□设计□综合实验时间  2012年  4 月 11   日

实验指导老师   马国正老师     实验评分                        

黏度法测定水溶性高聚物分子量

一.实验目的

1. 测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量；

2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。

二.实验原理

高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，相对分子质量不同，高聚物的性能差异很大。所以不同材料，不同的用途对分子质量的要求是不同的。测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一，它是一种水溶性的多糖类聚合物，在中等分子量时，它能提高血浆渗透压，扩充血容量；在低分子量时，它能降低血液粘稠度，改善微循环以及有抗血栓形成的作用；但在高分子量时，则会引起红细胞聚集，导致微循环障碍。可见，测定高聚物分子量对生产和使用高分子材料有重要意义。由于高聚物分子量大小不一，故通常测定高聚物分子量都是利用统计的平均分子量。常用的测定方法有很多，如粘度法、端基分析、沸点升高、冰点降低、等温蒸馏、超离心沉降及扩散法等，其中，用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”，记作。

 线型高分子可被溶剂分子分散，在具有足够的动能下相互移动，成为黏度态，η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度，是它在流动过程中所存在内摩擦的反映，这种摩擦主要有：溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦，也就是纯溶剂的黏度，记作η₀；高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦，三者总和表现为高聚物溶液的黏度，记作η。

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大学化学基础实验II实验报告

（物理化学部分）

（贵州大学化学与化工学院——化学与化工教学示范中心）

班级专业：生工081

姓    名：姜晓琳

                       

学    号：080811110183

指导教师：安燕

实验成绩：

实验名称：液体粘度的测定

报告人：姜晓琳      同组人：丁尚           实验时间20##年03月11日

一．实验目的：

1.掌握恒温槽的使用，了解控温原理。

2.了解粘度的物理意义，掌握用奥氏粘度计测定的液体粘度的方法。

二．实验原理：

1.液体粘度的测定

     当液体受到为例作用产生流动时，在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力。

     液体内摩擦力的大小f的大小与两液层的接触面积A和法向速度梯度

成正比，即

                                            （1）

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肇   庆   学   院

电子信息与机电工程学院普通物理实验  课 实验报告

   07 级  电子(1)  班  2B  组 实验合作者李雄  实验日期  20##年4月16日

姓名:  王英   学号  25号    老师评定                          

 

              实验题目：     液体粘度的测量(落球法) 

目的：根据斯托克斯公式用落球法测定油的粘滞系数

橙色字体的数据是在实验室测量出的原始数据，其他数据是计算所得。

实验仪器

实验原理：由于液体具有粘滞性，固体在液体内运动时，附着在固体表面的一层液体和相邻层液体间有内摩擦阻力作用，这就是粘滞阻力的作用。对于半径r的球形物体，在无限宽广的液体中以速度v运动，并无涡流产生时，小球所受到的粘滞阻力F为

                                    （1）

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实验一  粘度法测定聚合物的分子量

  粘度法是测定聚合物分子量的相对方法。高聚物分子量对高聚物的力学性能、溶解性、流动性均有极大影响。由于粘度法具有设备简单、操作方便、分子量适用范围广、实验精度高等优点，在聚合物的生产及科研中得到十分广泛的应用。本实验是采用乌氏粘度计测定甲苯溶液中聚苯乙烯粘度，进而测定求出PS试样分子量。

一、实验目的要求

1、掌握粘度法测定聚合物分子量的实验基本方法。

2、了解粘度法测定聚合物分子量的基本原理。

3、通过测定特性粘度，能够计算PS的分子量。

二、实验原理

1、粘性液体的牛顿型流动

  粘性流体在流动过程中，由于分子间的相互作用，产生了阻碍运动的

内摩擦力，粘度就是这种内摩擦力的表现。即粘度可以表征粘性液体在流动过程中所受阻力的大小。

按照牛顿的粘性流动定律，当两层流动液体间由于粘性液体分子间的内摩擦力在其相邻各流层之间产生流动速度梯度是（），液体对流动的粘性阻力是：                          （1-1）

该式即为牛顿流体定律。

式中， η—液体粘度，单位（Pa·s）；A—平行板面积；F—外力。

  符合牛顿流体定律的液体称为牛顿型液体。高分子稀溶液在毛细管中的流动基本属于牛顿型流动。在测定聚合物的特性粘度[η]时，以毛细管粘度计最为方便。

2、泊肃叶定律

  高分子溶液在均匀压力p（即重力ρgh）作用下，流经半径为R、长度为L的均匀毛细管，根据牛顿粘性定律，可以导出泊肃叶公式：

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实验报告

课程名称：   过程工程原理实验（甲）  指导老师：  叶向群   成绩：__________________

实验名称：      液体粘度的测定      实验类型：              同组学生姓名：                     

一、实验目的和内容                                       二、实验装置与流程示意图

三、实验的理论依据（实验原理）                  四、实验步骤及注意事项                 

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实验五液体黏度的测定

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泄流法。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。目前我国和世界上大多数国家，在工业上所普遍采用黏度计，即基于这一原理。本实验基于教学的考虑，所采用的是落球法。

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

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