(完整精品)大学物理实验报告之奥式粘度计

大学物理实验报告大学物理实验报告 姓名姓名 学号学号 学院学院 班级班级 实验日期实验日期 20172017 年年 5 5 月月 2323 日日 实验地点 实验楼实验地点 实验楼 B411B411 室室 实验名称实验名称 用奥式黏度计测定液体的黏滞系数用奥式黏度计测定液体的黏滞系数 组号组号第第 组组 实验目的实验目的 1 1 进一步巩固和理解黏滞系数的概念 进一步巩固和理解黏滞系数的概念 2 2 掌握用奥式黏度计测定液体黏滞系数的方法 掌握用奥式黏度计测定液体黏滞系数的方法 实验器材实验器材 奥式黏度计 温度计 秒表 量筒 乙醇 蒸馏水 移液管 洗耳球 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 大烧杯 物理支架 胶头滴管 实验原理实验原理 一切实际液体都具有一定的一切实际液体都具有一定的 黏滞性黏滞性 当液体流动时 由于黏滞性的存在 不 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同的液层有不同的流速 v 如图 如图 1 流速大的一层对流速小的一层施以动力 流速小 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 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内摩擦力的大小与相邻两层的接触面积 S 及速度梯度及速度梯度 dv dy 成正比 即成正比 即 d d v Fs y 式中的比例系数式中的比例系数 叫做黏滞系数 又叫内摩擦系数 不同的液体具有不同的黏叫做黏滞系数 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 值随温度的升高而减少 在国际单位制中 的单位的单位 为帕为帕 秒秒 Pa s 评评 分分 当黏滞系数为当黏滞系数为 的液体在半径为的液体在半径为 R 长为 长为 L 的毛细管中稳定流动时 若细管两的毛细管中稳定流动时 若细管两 端的压强差为端的压强差为 P 则根据泊肃叶定律 单位时间流经毛细管的体积流量 则根据泊肃叶定律 单位时间流经毛细管的体积流量 Q 为 为 式 式 4 8 RP Q L 1 本实验用奥氏黏度计 采用比较法进行测量 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 泡泡 A 中 再用洗耳球将水从中 再用洗耳球将水从 A 泡吸到泡吸到 B 泡内 使水面高于刻痕泡内 使水面高于刻痕 m 然后将洗耳球拿 然后将洗耳球拿 掉 在重力作用下让水经毛细管又流回掉 在重力作用下让水经毛细管又流回 A 泡 设水面从刻痕泡 设水面从刻痕 m 降至刻痕降至刻痕 n 所用的时所用的时 间为间为 t1 若换以待测液体 测出相应的时间为 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 由于流经毛细管的液体的体积相等 故有 故有 V1 V2 即即 Q1t1 Q2t2 44 12 12 12 88 RPRP tt LL 即得即得 式 式 222 111 Pt P t 2 式中式中 1和和 2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 1 和和 2 因为在两次测量中 两种液面高度差 因为在两次测量中 两种液面高度差 h 变化相同 则压强差之比为变化相同 则压强差之比为 式 式 111 222 Pg h Pg h 3 代入式代入式 2 得 得 式 式 2 2 21 11 t t 4 从本实验最后的附表中查出实验温度下的从本实验最后的附表中查出实验温度下的 1 2和和 1值 则根据式值 则根据式 4 可求得待可求得待 测液体的黏滞系数测液体的黏滞系数 2 可见 如果一种液体的黏滞系数可见 如果一种液体的黏滞系数 1为已知 且两种液体的密度为已知 且两种液体的密度 1及及 2可查表得可查表得 到 则只要测出两种液体流经同一细管的时间到 则只要测出两种液体流经同一细管的时间 t1和和 t2 即可根据式 即可根据式 5 算出被测液体的算出被测液体的 黏滞系数黏滞系数 2 本实验是已知蒸馏水的 本实验是已知蒸馏水的 1值 求待测酒精的值 求待测酒精的 2值 黏滞系数的测定是值 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 方法称之为比较测量法 是实验科学中常用的方法之一 实验步骤实验步骤 1 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 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 槽 2 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 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 支架上 放在恒温槽中 3 3 用移液管将一定量的蒸馏水 一般取 用移液管将一定量的蒸馏水 一般取 5 5 10ml 10ml 由管口 注入 由管口 注入 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 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 4 用洗耳球将蒸馏水吸入 泡 使其液面略高于刻痕 用洗耳球将蒸馏水吸入 泡 使其液面略高于刻痕 m 然后让液 然后让液 体在重力作用下经毛细管体在重力作用下经毛细管 L 流下 当液面降至痕线流下 当液面降至痕线 m 时 按动秒表开始时 按动秒表开始 计时 液面降至痕线计时 液面降至痕线 n 时 按停秒表 记下所需时间时 按停秒表 记下所需时间 t1 重复测量 重复测量 tl3 3 次 次 5 5 将蒸馏水换成待测液体乙醇 重复上述步骤 将蒸馏水换成待测液体乙醇 重复上述步骤 3 3 和步骤和步骤 4 4 测量同 测量同 体积的乙醇流经毛细管时所用时间体积的乙醇流经毛细管时所用时间 t2 重复测量 重复测量 3 3 次 次 先将黏度计用待 先将黏度计用待 测液体乙醇清洗一下 测液体乙醇清洗一下 6 6 测量恒温槽中水的温度 测量恒温槽中水的温度 T 数据记录与处理数据记录与处理 查表与记录 实验温度 T 20 蒸馏水的密度 1 0 99823 103 kg m3 乙醇的密度 2 0 789 103 kg m3 蒸馏水的粘度系数 1 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 t1 s t2的绝对误差 t2 s 1 2 3 平 均 计算 1 11 22 2 t t 2 2 1 1 2 t t t t E 222 E 结果 222 原始实验数据粘贴处原始实验数据粘贴处 思考题思考题 1 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 所受的压力差所受的压力差 gh gh 与管与管 2 2 中液面高度有关 中液面高度有关 2 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 因为为了