粘度测量实验报告.doc

粘度测量实验报告.doc粘度测量实验报告
液体粘度的测量实验
——斯托克斯法测液体的粘度胡涛热能1班15
摘要：
设计出了粘度测量的实验，该实验使用的器材不多，且 均为常用器材，较易开展.
关键词：
液体粘度系数;斯托克斯法
1实验提供器材
游标卡尺、小钢球、磁铁、待测液体、停表、银子、 密度计、温度计，不同内径的圆形有机玻璃容器一组,50mL 量筒一个.
2实验原理
在粘滞液体中下落的小球，受到三个力的作用：重力w、 浮力f和阻力F,阻力来自于附着在小球表
面的液层与其相邻液层之间的内摩擦力，即粘滞力，根 据斯托克斯定律，这时小球所受到的阻力为：F=6n n 果小球质量均匀，在无限宽广的粘滞液体中下落时的速度较 小，以致小球后面不产生旋涡并以vO匀速运动时，根据斯托 克斯定律及物体的受力平衡可得方程 于
是可得出液体的粘度系数公式:
式中il是液体粘滞系数,d是小球直径，uO是小球在无 限
。分别表示 小球和液体的密度， 在无限广延的液体
中下落推导出来的，在实际测量中，液体总是盛在有器 壁的容器里而不满足无限宽广条件，故式还需
引入修正系数，于是粘度公式变
为
式中D为圆筒形容器的内径，h表示容器内液体的高 度• v是小球在有限宽广的粘滞液体中匀速下落时
的速度，由小球在容器中匀速下落的距离除以对应的下 落的时间求出，即v二L /t.
3实验要求
设计的实验思路为采用合理操作方法，选用合适的实验 器材,设计数据表格，完成各项要求.
3. 1设计实验求出小球在无限深液体中的收尾速度并求 液体的粘度系数
图It -d/h图实验提示:t与d/h成线性关系•该实验 可采用的方案：向量筒中加入适量的液体，求出小球匀速下 落通过距离L所
,h 3, h4时，重 复以上操
作，求出 t2, t3, t4,根据 tl , t2, t3, t4,及 hl, h2, h3, h4, 作图t一d/
h
图,拟合直线与纵轴相交，其截距为t,则t就是h->- 时，即无
限深的液体中，小球匀速下落通过距离L所需要的时间 t值.
如图1所示•算出速度代入公式
可求出液体的粘度系数.
该液体的粘度系数
图2t—d/D图
实验提示:t与d/：
实验中采用一组直径不同的圆管，依次测出同一小球通过各 ,d/D 作横
轴，由图示法将测得的各实验数据点连成直线，延长该 直线与
纵轴相交，其截距为tO, tO就是当时，即在横向无
限广
的粘滞液体中，小球匀速下落距离L所需的时间t值. 如图2
所示•算出速度v代入公式
可求出液体的粘度系
数.
3. 3设计实验思路，求小球在无限深广液体中的收尾速 度可采用的设计思路: 高度，根据t与d/h成线性关系，求出d/
h为零时的t值,即为无限深广液体中tO值.
实验二^一高聚物相对分子量的测定
一、 实验目的
1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。
2、测定聚乙二醇的黏均分子量。3、掌握用乌贝路德黏度 的方法。4、用Origin或E xcel处理实验数据
二、 实验原理
分子量是表征化合物特征的基本参数之一。但高聚物 分子量大小不一，参差不一，一般在10~10之间，所以通 常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的 方法很多，对线型高聚物，各方法适合用范围如下；端基 分析〈3*10沸点升高，凝固点降低，等温蒸憎〈3*10渗透 压10 ~10光散射10~1 0起离心沉降及扩散1 0~10黏度法 10^10
其中黏度发设备简单，操作方便，有相当好的实验精 度，但黏度发不是测分子量的绝对方法，因为此法中所有 的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的, 高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的 经验方程式。
高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动是 存在着内摩擦。在测高聚物溶液黏度求分子量时，常用到 下面一些名词。
如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触 表面之间的经验关系为；
式中，M为粘均分子量；K为比例常数；a是与分子形 状有关的经验参数。K与a植a与温度、高聚物］溶剂性质 及分子量大小有关。K植受温度的影响较明显，而a值主要 取决与高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其 数值介于〜1之间。K与a的值可以通过其它的实验方法确 定，例如渗透压法、光散射大等，从黏度法只能测定得［g］ 根据实验，在足