测定液体粘度实验报告

测定液体粘度实验报告（精选5篇）

篇1：测定液体粘度实验报告

公式（1）称为斯托克斯公式。其中 n 为液体的粘滞系数，它与液体性质和温度有关。

如果让质量为 m 半径为 r 的小球在无限宽广的液体中竖直下落，它将受到三个力的作用，即重力 mg 液 体浮力 f 为4

r 3

g、粘滞阻力6 rv，这三个力作用在同一直线上，方向如图 1 所示。起初速度小，重力大于 3 g

其余两个力的合力，小球向下作加速运动； 球所受合力为零时，即 4 3 mg r g 6 rv 0 0 3 小球以速度 V o 向下作匀速直线运动，故 4 3（m-r）g 6 rv。

当小球达到收尾速度后，通过路程 / 4、（m 3 r）g 6 rL 随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。当小 v o 称收尾速度。由公式（2）可得 f(?(3)mg L 所用时间为 图 1 t，贝 U v o = L / t，将此公式代入公式（3）又得(4)但实验中小球是在内半径为 R 的玻璃圆筒中的液体里下 上式成立的条件是小球在无限宽广的均匀液体中下落，落，筒的直径和液体深度都是有限的，故实验时作用在小球上的粘滞阻力将与斯托克斯公式给出的不同。当圆 筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的。为此在斯托克斯公式后面加一项 修正值，就可描述实际上小球所受的粘滞阻力。加一项修正值公式（4）将变成（m 4

r 3）g 3

t 6 rL 1 2.4-R 式中 R 为玻璃圆筒的内半径，实验测出 体的粘滞系数 n。

(5)P、t、L 和 R, 用公式（5）可求出液 实验内容：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。

■ ■ J.V L.■ L 「

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⑴ 班 2B 组 实验合作者 李雄 实验日期 2008 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 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 仪器名称 量程 分度值 零点读数（系统的初始误差）

停表

0.01S

---------

--------S 米尺 2m 0.001m

-------~----------------

螺旋测微计 25mm 0.01mm-0.001mm 游标卡尺 125mm 0.02mm 0.00mm 温度计 100 C 1 C —-------------

-------

分析天平200g 0.001g —------------~—一

—---

---

密度计 1g/cm 3 0.005 g/cm

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 F 6 rv（1）

N i 温度计 N 2 “ 图 2

数据处理方法二 1、测小钢球的质量：

把 30 粒小钢球装入小盘中，秤其质量为 m,再秤空盘的质量为 / 30。

秤得：m = 18.7018 ± 0.0006(g)m=18.5762 ± 0.0006(g)••• m=(m 1-m 2)/ 30=(18.7018-18.5762)/30= 0.00418667(g)0=(0.0006 ± 0.0006)/ 30=0.00004(g)结果表示：m=(4!8667±0.04)X 10 3

(g)=(4.18667±0.04)大 10［旳)U A(X)

(X i x)2 /n(n 1)U B =仪 / 屈,u c(x)= {(U A(X))2

(U B)2

i 1 相对不确定度 UE = U /

X ,如果是多次测量就要算 U A , 是单次测量只算 U B 则可。

数据处理方法一 2.测量记录 待测液体的密度 P 0 = 0.950 g/cm 3 =950 Kg/m 3个小球与盘的总质量 m 1 =18.7018 _g=0.0187018Kg 盛小球的空盘质量 m 2 =_ 18.5762 g=0.0185762Kg 1 个小球与盘的质量 m=(18.7018 — 18.5762)/30=4.1866 X 106 Kg容器内径 D= 50.50 mm=0.05050m 液体总高度 H= 315.5 mm=0.3155m 下落咼度 L= 115.5 cm=0.115m 液体温度 T= 18 ° C 重力加速度 g= 9.8 m/s 2

(m 4

r 3U A()(i)%(6 1)i 1 相对不确定度 U E =U / , r 6 rL 1 2.4-R 测量结果表示为：

n =(1.30 0 ± 0.00 2)(Pa • s)=1.300 X(1 ± 0.2%)(Pa • s)J..根据有效数字的取值规则，不确定 度只取一个有效数字 根据有效数字的取值规则，测量结果有效数字的末 位要与不确定度末位取齐 m ； ,则每一粒小钢球的质量为 m=(m-m>)数据记录及处理结果)g n

相对不确定度 U Em =U Z m=0.00004 / 0.00418667= 1% 2、测液体温度及比重：

温度 T=18.0 ± 0.6(C)3 3 3 P =0.9500 ± 0.0003(g • cm)=(0.9500 ± 0.0003)X 10(Kg • cm)P 的相对不确定度 U E p =0.3% 3、测玻璃管内径 R、液深 H 内径 D=50.50 ± 0.01(mm)液深 H=315.0 ± 0.6mm, 4、测 N, N 2 之间的距离 I l = 115.5 ± 0.6(mm)5、测小球半径 r :设小球直径为 R=D T 2=25.25 ± 0.01(mm)R 的相对不确定度 UE R =0.01-25.25=0.04% H 的相对不确定度 UE H =0.6-315.0=0.2% I 的相对不确定度 U Ei =0.6-115.5=0.5% d, 序数 1 2 3 4 5平均值 U(A)U(B)U(C)1 d(mm)1.001 P 1.002 P 1.001 1.001 1.001 1.001 0.0002「 0.006「 0.006

加零点修正后 d=1.002 ± 0.006(mm)r = d / 2=0.5010 ± 0.0003(mm), r 的相对不确定度 U Er =0.0003-0.5010=0.6% 6、测时间 t，计算速度 v 千分尺的零点读数为：-0.001(mm)序数 1 2 3 4 5平均值 U(A)U(B)U(C)t(s)41.05「 41.08 40.74 40.80 40.86 P 40.91 P 0.06 0.006 0.06 丁

t =40.91 ± 0.06(s)t 的相对不确定度 U Et = 0.06-40.91=0.2% 3 3 1 V 0 = l / 1 =115.5 X 10-

0.91= 2.823 X 10-

(ms-)v 0 的相对不确定度 U v 0 =U E l)+U E t)=0.6%+0.2%=0.8% 3 3 1 U(v 0)= v 0 X E(v 0)=2.823 X 10-

X 0.8%=0.02 X 10-

(msj V o 的结果表示：

v o =(2.8 2 土 0.0 2)X 10-3(ms-1)-3-1 =2.82 X 10 X(1 ± 0.8%)(ms)v = V。

•(1+2.4r / R)•(1+3.3r / H)=2.823 X 10 X(1+2.4X 0.5010^25.25)X(1+3.3 X 0.501“315.0)3 3 1 =2.823 X 10 X 1.048X1.005=2.97 X 10(ms-)令(1+2.4r /R)的相对不确定度为 U Ew1 = U E「 +

U ER =0.14%(1+3.3r / H)的相对不确定度为 U Ew2 = U E「 +

U EH =0.25% ••• v 的相对不确定度为 U Ev = U Ewv 0 + U Ew1 + U Ew2 =0.8%+0.14%+0.25%=1% 3(m 4 r /3)g 6 rv 7计算 4.18667 10 6

[4(0.5010 10 3)3

0.970 3] 9.8 1.282797(Pa s)6 0.5010 10 3

2.973 10 3

n 的误差的计算：用 3(m 4 r /3)

g式计算误差 6 rv

关于修正值雷诺数的说明：

由于小球半径 vv 玻璃筒半径，可认为小球是在均匀无限大的液体中运动，且小球质量很轻，下落时几乎不形 成涡流，所以，该修正值可以忽略不计。如要修正则：

雷诺数：

Re=2rv0 p / n =0.002139324 n 0 = n(1+3Rc/16-19Re2/1080)-1= 1.282282347(pa • S)把 M=m 4 n r 3

p/ 3 看成一个直接测量量 3 q 令 m” =4 n r p/ 3=0.5109 X 10-

(Kg)m 的相对不确定度为 U Em = 3U Er + U E P =3 X

0.1%+0.05%=0.35% m 的标准差为

-U i = m“x U Em = 0.5109 X 10 X 0.35%=1.8 X 10(Kg).-6--M= m-m=(4.18667 X 10-0.5109 X 10)=43.676 X 10(Kg)M 的标准差.-6 U(M)=U(m)+U(m”)=(0.03+ 0.000004)X 10(Kg)-6 =0.03 X 10(Kg)M 的相对不确定度为 UE M =U(M)/ M=0.8% n 的相对不确定度为 U E n =U+U Er +U Ev =0.8%+0.1%+1%=1.9% n 的标准差为 U(n)= nX U E n =1.461 X

2%=0.024(Pa • s)结果表示：

n =(1.28 ± 0.03)(Pa • s)=1.28 X(1 ± 1.9%)(Pa • s)实验感想：写出自己实验时所获得的启示或掌握的知识。

注意 ：

写实验报告必须用专用的 A4 实验报告纸，不能用其他形式的作业本信纸方格 纸等，并且一定要写上班别、学号、组别、实验题目、实验日期等内容。并且要与 预习报告装订在一起交

篇2：测定液体粘度实验报告

液体黏度测定实验的Flash仿真

应用Flash软件设计制作了模拟医用物理实验--奥氏黏度计法测酒精的黏度,对应用仿真方法进行医用物理实验教学进行了尝试,并将仿真结果与在同等条件下进行的真实实验结果做了对比.

作 者：程阳 周柯克 CHENG Yang ZHOU Ke-ke 作者单位：徐州医学院数理教研室,江苏,徐州,221004刊 名：大学物理 PKU英文刊名：COLLEGE PHYSICS年，卷(期)：28(6)分类号：O4-39关键词：Fla8h 奥氏黏度计法 黏度 泊肃叶公式

篇3：测定液体粘度实验报告

1 实验目的

1) 掌握用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法;2) 学会使用电子天平, 并会称量固体、液体密度;3) 用落球法实验仪测定液体实时温度下的粘滞系数。

2 实验器材

落球法粘滞系数测定仪, 激光光电计时仪, 电子天平, 砝码, 2mm小钢球, 蓖麻油, 米尺, 千分尺, 电子秒表, 电子温度计等。

3 实验原理

4实验步骤

6) 正确连接好测定仪, 悬挂重锤于横梁中央, 调节底盘使重锤对准底盘中心;

7) 打开电源调节上下两个激光发射器盒子, 使激光束平行地对准锤线, 并兼顾量筒放置方便;

8) 收回重锤, 将盛满蓖麻油的量筒旋转到实验架底盘中央, 并在实验中保持位置不变;

9) 调节上下两个激光接收器盒子, 使接收器盒子上和激光光电计时仪上的指示灯不亮;

10) 在横梁上安装导管, 使其没入蓖麻油1mm~2mm左右, 务请适当增减蓖麻油;

11) 将测量过的小钢球用纯酒精清洗干净, 用滤纸吸干待用;

12) 打开粘滞系数测定仪, 将未测量小钢球用镊子夹住轻轻放入导管, 看其下落时是否能阻挡光线, 看激光计时仪是否计时, 若不能则适当调整激光器位置, 反复调整直到小钢球下落能阻挡激光线, 激光计时仪开始计时;

13) 用电子温度计测量蓖麻油温度T1;

14) 用镊子将清洗过的小钢球夹住放入导管让其下落, 同时人工用电子秒表计时;

15) 重复第15步测量6次, 读出激光计时器及电子秒表记录的下落时间;

16) 再用电子温度计测量蓖麻油温度T2;

5 数据记录及处理

6 注意事项

1) 铅锤线要调至对准底盘中心, 确保小球沿中心轴下落;2) 上部激光盒要与量筒口留有一定的距离, 尽量使小球下落的收尾速度为匀速运动;3) 接收器上的发光管熄灭时, 激光发射器与接收器对准;4) 激光盒安装要兼顾量筒放置方便, 导管要浸入液体中1mm~2mm左右;5) 操作要小心、谨慎, 防止导线缠绕或碰撞导致量筒滑落;6) 连续测量时, 放入小球的时间间隔稍长一些, 但不能过长。

7 思考题

1) 小球下落过程中, 如何判断其做匀速运动?取同样2个小球, 让其从距液面不同高度处下落, 记录两次经过量筒中既定测量区域时, 如果时间相等, 则可判断小球在此区域下落为匀速运动。

2) 实验中要求钢珠沿圆筒中心线下落, 为什么?是保证让小球下落过程中受到液体各个方向上的粘滞力均衡, 不致小球在下落过程中有旋转。

3) 如果用表面粗糙的金属小球对实验结果会有影响吗?刚性且光滑的小球是斯托克斯定律成立的前提条件, 所以当小球表面粗糙时对实验结果有影响。

4) 用激光光电开关测量小球下落时间的方法测量液体粘滞系数有何优点?人工计时, 观测者对小球下落经过刻线时位置判断不准确, 造成计时不准, 测量时间精度低, 误差大;同时人工计时测量时间重复性差。

5) 连续测量时, 投放小球的时间间隔长短对实验是否有影响?如果连续测量会因为时间间隔太短, 而造成以前由于小球下落时搅动的液体还未到静止状态, 液体的湍流会对小球的运动过程产生很大影响;时间过长, 周围环境温度会有变化, 导致液体温度可能已经发生较大变化, 造成实验测量值误差较大。

摘要：传统方法测定液体粘滞系数, 许多人为因素始终不可避免, 如人工计时、主观判断量筒中轴线等, 造成测量精度低, 灵敏度差, 落球测量时间重复性差等缺点。而采用落球法粘滞系数测定仪用现代半导体激光技术计时方法测定小球下落时间, 克服了上述不足, 不仅保留了传统的实验内容和技能, 增强了实验的直观性、兴趣性, 也扩大了学生的知识面, 提高了实验教学水平。

关键词：落球法,液体,粘滞系数,实验,研究

参考文献

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[3]杨秋波.大学物理实验[M].廊坊:中国人民武装警察部队学院, 2003.

[4]董传华.大学物理实验[M].上海:上海大学出版社, 2001.

篇4：测定液体粘度实验报告

关键词： 最大气泡法 表面张力 常见问题

表面张力是液体的基本物化性质之一，是研究有关表面现象和表面活性剂性能的重要参数。在诸多测定表面张力的方法中，最大气泡法实验器材易得，操作方法简单且易于理解，因而长期以来利用最大气泡法测定液体的表面张力是大学物理化学教学实验的常见内容。该实验在教学实践活动中被不断研究和改进，无论在实验方法还是实验装置方面都日渐完善，但在实验过程中往往因为个人操作出现各种各样的问题，笔者根据本科实验教学中经常遇到的问题，讨论有效的解决途径，促使学生在实验过程中不仅掌握基本实验技能，而且提高学生思维和解决问题的能力，从而达到能力和素质的综合培养。

一、温度问题

表面张力是一个与温度有关的物理化学量，在实验过程中需要进行恒温操作，以便测定相同温度下一系列溶液的表面张力。本实验作为本科基础实验，属于验证性实验，只需要保证是相同温度之下的测定结果，而不是某一个特定温度下的结果，所以实验室一般采用室温条件，而不需要恒温装置，使实验操作相对来说更简单。本实验在顺利操作情况下耗时并不长，室温一般变化不大，采用室温操作可以满足本实验对温度的要求。室温操作不仅在不改变教学目的的前提下使该实验操作简单方便，而且加深学生对室温操作意义的理解。

二、溶液配制的问题

乙醇水溶液体系以其低毒环保的优势被选做本实验研究对象。本实验要对一系列不同浓度乙醇溶液的表面张力进行测定，因此要保证溶液浓度的准确性。实验教材要求学生粗略配制溶液，在合适的实验环节再利用浓度和折光率的关系确定溶液的准确浓度。这样的实验程序一方面比较繁琐，另一方面在再次确定浓度的过程中本身存在操作误差。根据数据处理环节涉及的吉布斯吸附方程及langmuir等温吸附方程式特点可知，浓度单位不会对实验最终结果产生影响，因此笔者在实验教学过程中直接要求学生用移液管准确移取一定量的无水乙醇在容量瓶中用水定容得到准确浓度的乙醇水溶液。为了避免乙醇的易挥发性给浓度带来的影响，配制溶液时，应当首先将洁净的容量瓶中加入适量水，然后移取一定量的无水乙醇放入容量瓶中，及时形成乙醇的水溶液，然后再定容即可。这样在操作过程中大大降低由于乙醇的挥发性引起的损失。

三、装置气密性和畅通性问题

对本实验来说良好的气密性是保障实验数据准确的前提，影响体系气密性的部位通常是仪器的各个接口连接处：（1）仔细检查玻璃仪器磨口连接处是否完全契合，必要时在磨口处涂抹适量凡士林。（2）确保乳胶管连接正常，并且没有老化破损。

实验中经常有数据离奇增大的现象，学生往往会不知所措。此时便要引导学生注意到内部负压偏大要从两个方面考虑：一是待测液体的表面张力较大，二是仪器体系不够畅通。对于本实验来说，一般原因都源于后者。仪器体系本身不畅通，首先要排除毛细管不够清洁或者被堵塞的影响。当毛细管被污染时，不仅对测定的压力产生直接影响，而且会影响气泡的冒出质量。因此，一定要将表面张力仪的样品管和毛细管内外壁彻底清洗干净，严禁油污及固体杂质附着进入。另外，实验过程中要严防液体倒流进入乳胶管中。

四、调节毛细管口与液体表面相切及气泡冒出质量

在对液体表面张力的测定中，需要调节毛细管口与液体表面相切，其相切程度与实验数据的准确性紧密相关。要使毛细管口与液体表面完美相切，首先保证毛细管口与液面垂直接触。这就要求样品管在固定的时候一定要保证竖直状态。而且在判断相切时，一定要让视线与液面相平，务必使毛细管下端口与待测液面真实接触，并尽可能处于相切状态。另外，实验一般是两个人一组，为了避免个人操作误差，在测定不同浓度溶液的表面张力时，尽量保证同一个人观察相切情况，这样使不同溶液表面与毛细管的相切产生的误差具有同向性，则可减少对最终结果的误差影响。

毛细管口气泡冒出的速度会对表面张力的测定结果产生比较大的影响。如果气泡冒出速度太快，则来不及在气泡表面建立吸附平衡，测得的结果将不能真正反映溶液的表面张力；气泡冒出太慢，一方面时间上不允许，另一方面装置若有微弱漏气将会对结果影响较大。因此，要严格控制滴液瓶的滴液速度，使气泡是一个个独立冒出来的，实验结果表明，一般控制5至10秒钟冒出一个气泡即可。

总之，作为高校物理化学实验中较重要的实验之一，最大气泡法测定液体的表面张力实验低毒环保，方法简单且具有趣味性。在相对轻松的实验过程中，学生不仅在动手能力方面得到锻炼，而且通过细心、用心、认真操作，从实验实践中寻找理论依据，再借助理论知识解决实验问题，从而在专业知识、实验技能和综合水平方面都得到很大提升。

参考文献：

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[2]王建英，丁越，季晓菁，唐莹.最大气泡法测定液体表面张力的实验改进[J].药学教育，2012，28（6）：51-53.

[3]潘湛昌，苏小辉，张环华，胡光辉，魏志刚.最大气泡法测定液体表面张力实验装置的改进[J].实验室研究与探索，2011，30（12）：31-33.

篇5：测定液体粘度实验报告

一、液体表面张力系数的测定的实验原理

液体表面张力系数的测定是大学物理实验教学中的一个重要实验。我们在本实验用到的器材有硅压阻力敏传感器、铁架台、铝合金吊片、吊盘、0.5g片码、玻璃器皿等。

表面张力系数为表示液体表面性质的一个重要物理参考量, 其中拉脱法是测算表面张力系数的最常用方法。通过测已有周长的金属片从待测的液体的表面脱落时需要的拉力, 来测算出液体的表面张力系数的物理实验方法, 我们称之为拉脱法。正如图1所示, 假设在液体表面层中有一分界线MN, 这两部分表面层中的分子存在相互作用引力 (即表面张力) , 它们大小相等、方向相反、垂直于MN并沿液体表面分别作用在表面层相互接触部分。表面张力正比于表面分界线的长度f=σl, σ为比例系数, 为表面张力特征的一个物理量, 称为液体的表面张力系数。实验中, 测量一铝合金吊片从待测液体表面拉脱时需要的力。拉脱前瞬间, 可以近似地认为圆形吊片脱离液体表面前的瞬间受力为F1=σ·π (D1+D2) +mg, F1是传感器挂钩受到的拉力, D1、D2分别为圆形吊片底面的内外直径, mg为吊片的重力。

拉脱后传感器挂钩受拉力为F2=mg。硅压阻力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成, 其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁上时, 在压力作用下, 电桥失去平衡, 此时将有电压信号输出, 输出电压大小与所加外力成正比。即U=k F, k是硅压阻力敏传感器的灵敏度, 其值可由实验定标测出, F是外力大小, U是传感器输出电压大小。拉脱前后输出电压的改变量ΔU可表示为ΔU=U1-U2=k F1-k F2=kσπ (D1+D2) 。液体表面张力系数可表示为

二、基于MATLAB的液体表面张力系数测定的实验数据处理

我们所测的液体为自来水。首先, 金属环的外径和内径经过三次测量然后求平均值, 得到外径D1=3.491cm和内径D2=3.323cm。然后测量硅压阻力敏传感器电压和重力的对应值。然后利用MATLAB语言编程的最小二乘法拟合实验数据, 求出传感器灵敏度, 程序编写如下:

%测量传感器灵敏度系数k的实验数据处理

正如图2所表示的, 经过运用MATLAB语言编程的最小二乘法数值拟合得到传感器灵敏度k=3591.8m V/N。我们把实验数据代入公式中, 求出液体的表面张力系数, 经过五次测量, 最后结果求平均值得到σ軘=5.17×10-2Nm-1。因为自来水所含杂质较多, 而且杂质多属于表面活性物质, 所以得到的结果比室温下纯净水的表面张力系数偏小。

三、结束语

液体的表面张力系数是表征液体性质的一个重要参量, 液体表面张力系数的测定是大学物理实验教学中的一个重要实验。我们用MATLAB语言编程对液体表面张力系数的实验数据进行了最小二乘法拟合处理, 得到了传感器灵敏度, 进而得到了液体的表面张力系数, 提高了学生利用计算机语言编程处理实验数据的能力, 与传统实验处理方法相比, 用MATLAB语言编程处理数据能有效避免手工处理所带来的误差, 适合在大学物理实验教学中使用, 可以取得良好的教学效果。

摘要：液体表面张力系数的测定是大学物理实验教学中的一个重要实验。本文将利用MATLAB编程来处理实验数据, 得到液体表面张力系数, 和传统数据处理方法相比, 用MATLAB处理实验数据能有效避免手工处理所带来的误差, 适合在实验教学中使用, 而且能提高大学本科学生利用计算机语言编程处理实验数据的能力, 可以取得良好的教学效果。

关键词：大学物理实验教学,MATLAB软件,表面张力系数

参考文献

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