水的粘度系数
-
2023年2月27日发(作者：加固工程施工方案)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
d
d
v
Fs
y
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)。
评
分
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：
4
8
RP
Q
L
（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
44
12
12
12
88
RPRP
tt
LL
即得
222
111
Pt
Pt
（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
111
222
Pgh
Pgh
（式3）
代入式2，得
22
21
11
t
t
（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t
1。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t
2，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
1
2
蒸馏水的粘度系数=1.005×10-3Pa·s
数值项目
次数
蒸馏水
t
1
(s)
乙醇
t
2
(s)
t
1
的绝对误差
Δt
1
(s)
t
2
的绝对误差
Δt
2
(s)
1
2
3
平均
计算：
结果：
1
1
11
22
2
t
t
2
2
1
1
2t
t
t
t
E
222
E
222
【原始实验数据粘贴处】
【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，因为液体下流时所
受的压力差ρgh与管2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。