及 t 及 由实验测 得 ,则 未 知液体的粘滞系数 叼即可 由 ( 5) 式求 出。 1. 2测 量 方 法 实验室常采用 奥 氏粘度计 测 量液 体粘 滞 系数 ,如 图 1 所示 。 图 1 奥 氏粘度计测量液体粘滞 系数 先用待测液体清洗粘度计 ,放 入盛好水 的烧杯 中 , 粘度计的 C 刻 线需 在水 面以下 ,参 考 中垂线 ,调整 粘 匡 宝平 ,等 :奥 氏粘 度计 测量 液体 粘滞 系数 的改 进研 究 度计放在铅直方位上 ,将温度计插入水 中。 将一定 量 的 待测 液 体 ( 一 般 取 8m1)再把吸球嘴与 E 胶管相 连 。缓慢 地将 待测液 体吸 到粘 度计的 曰泡 ,直到 超 过 c 刻 线 为止 。用 手 捏住 胶 管 , 取下吸球。 捏 胶管的 手指 放开 ,让 待测 液 体液 面 下降 。当液 面降到 C 刻线时 ,秒 表开 始计 时 ;液面 降到 D 线终 止 计时 。记下时间 和温度 。 按 上述步骤测已知液体时间 t 。 查 出在温度 时的待测液体密度 p,已知液体 的密 度 P。 、粘滞 系数 叼 。 和测得 的时 间 中,求得待测液体的粘滞系数 p 值 。 1. 3 存在 的问题 从 F 注 入 , 和 ￡ 。 代 入 ( 5)式 ( 1) 操作 不方便 ,由于奥氏粘度计是 “ U” 玻璃制 品 ,底部极其脆 弱 ,因而清洗 、装卸过程 中极易损坏 。 ( 2) 由于奥氏粘度计是 “ ” 型连通管 ,为保持液 体通过 毛细管 的液 面高 度差 实时相 等 ,需要 准确 称 量 倒入粘 度计 中的 已知液 体和待 测 液体 的体 积相等 ,因 而存在 称量误 差 ;清洗粘度计 时残 留在 “ u” 型管 中的 液体不 易清理 干净 ,使倒 人 F 管 中的定 量 比较 液体 体 积不等 ,产生 了测量误差 。 ( 3) 为保证 待测 液 体 与 比较 液体 在 “ u” 型 管 中 保持 同样变化 的高度差 ,需将 “ ” 型管垂直夹在试管 架上 ,这在 清洗后 再安 装 时很难 做 到一致 ,会造 成误 差 。 鉴 于上述 存在 的 问题 ,对 原实 验装 置及 测量 过 程 进行 了改进 。 2 实验装置及测量方法 的改进 2. 1 实验 装 置 改进后 的测 量液 体粘滞 系 数 的实验 装置 如 图 2 所 示 。 图 2 改进后 的测量液体粘滞 系数 的实验装 置 1 一铁架 台;2 一已知液 体存储 容器 ;3 一固定支 架 ;4 一锁紧把 手 ;5 一塞 口;6 一温度计 ;7 一毛细管 ;8 一容 器瓶 ;9 一废液收集容 器 ;10 一待测液体存 储容器 2 . 2 测 量 方 法 ( 1) 将毛 细管 7 ,温 度计 6 通过 塞 口 5 装 到 盛满 蒸馏水 的容器瓶 8 中 ,按 图2 将改进 的实验装置在铁架 台上安装好 ,将 已知 液体放 入 2 中 ,待测 液体 放人 10 中。 (2 ) 将待测液体 10 放 到毛细管 7 底 端 ,用洗耳 球 对准胶管 将待 测液体 吸 到 A 泡 中部 ,将 废液 收集容 器 9 放 到毛细管 7 底端 。拿掉洗耳球 ,A 泡的液体在 重 力作用下 开始 下 降 ,当液 面降 到 c 刻 线 时 开始 计 时 , 当液面降到 D 刻 线时计时结束 ,记 录 c 刻线 到 D 刻 线 体积的液体流经毛细管 7 的时间 t,重复实验三次。 (3) 用 已知 液体 清 洗 A 泡 、B 泡 及 毛细 管 7 ,然 后将 已知液体 2 置于毛细管 7 的底端重 复 ( 2)步骤 ,记录 已知 液 体流 经 毛细管 时 间 z ,重 复实 验 三 次。 ( 4) 查 出在温 度 时 的待测 液 体 密度 p 、已知液 体密度 的密 度 p 已知液 体 粘滞 系数 。和测 得 的 时 间 f 和 代入 式 ( 5)中 ,求得 待测 液体 的粘滞 系数 值 。 2. 3 改进 后 的优 点 的实 验 ( 1) 操作 方便。本实验 利用废弃 的 “ u”计 的毛细管部 分通过 塞 口5 固定 在容器瓶 8 里边 ,使之 玻璃 毛细管部 分受 到保 护不 易损坏 。整体装在铁 架台 1 上通过 固定支架 3、4 固定好 后 ,不用反 复拆卸 ,有效 减少 了操作误差 。 ( 2) 流经 毛细管 的测量 液体 的体积为 D 刻线之 间的体 积 ,无 需称 量需 测量 液体 的体 积 ,减 少了测 量误差 ;残 留在 “ U”净 。 ( 3) 实验 精度 高 、误 差 小 ,实 验效 果 好 ;利 用损 坏的 “ ” 奥 氏粘度计 的毛细管 、饮料瓶等为原料 ,仪 器成本 低。 2. 4测量数据分析 下 面是用 蒸馏 水做 比较 液体 ,测 量酒 精 的粘 滞 系 数 ,按 2. 2 的测量方法测得 的实验数据如表 1 所示 。 表 1记录 与处理 奥氏粘度 泡上 的 c 、 型管 中液 体 容 易清 理干 乙 醇 水 序 号 时 间 t ( s) 温 度 ℃ 时 间 ( s) 温 度 ℃ 1 1O1. 6 25 . 0 7 1. 4 2 5 . 0 2 1O2 . 8 2 5. 0 72 . 0 25 . O 3 l O2 . 0 2 5. O 72 . 6 2 5. 0 平均值 102. 1 25. O 72. O 25. O 查得 25℃时水 的密度 p。=0. 99707 × 10 酒精 的密度p =0. 78522 × 10 ( kg/ m。 ) ,已知液体水 的 粘滞 系数 ’7 。= 8. 95 × 10 ( Pa · s) 。 t。 及 t 由表 1 读得 , ( kg/ m ) , 代人 (3 ) 式 得酒 精粘 滞 细数 测 量值 为 : '7 = ’7 。 = P o 0 :! — — — — — — — — — — — — _: — — — — — 一 × 0 . 9 97 0 7 × 10 : : ×一1 5 .95 × 10 . ) × 9 . 99 × 10, ( P. × a . ≈ 【 · × 7 2 . 0 一3 1— 高 校 实 验 室 工 作 研 究 s) 。查得 25℃时 酒精 的粘滞 系数标 准值为 1O. 09 × 10 ( Pa · f l,) 。 百 分 误 差 : E= O. 9 9 % } × 0 % 3 结 语 奥 氏粘度计是测量液体 的粘滞 系数常用 仪器之 一 , 由于其为全玻璃制品 ,实验 中稍有 不慎很 容易被损 坏。 利用奥 氏粘度计 损坏所 剩 的毛 细管部 分设 计 了一种 新 的实验装置 ,本 装置 固定在 铁架 台上 后不 用频 繁拆 卸 操作 ,有效保 持 了毛细 管 的竖 直方 位 ,消 除 了液体 垂 直 高度差变 化不 一致 产生 的测量 误差 ,也 使 实验 的操 作过程 大为简 化 ;由于毛细管部分装在盛满水 的容器 8 中受 到保 护 ,使 整个装 置坚 固耐 用 ;实验 中减 少 了液 体体积测 量 的中 间量 ,有效 提高 了测 量精 度 ,减少 了 测量误 差。本装 置在 实际应 用 中取得 满意 的实验效果 , 有进一 步推广 应用价值 。 ● 参考文献 : [ 1] 李臻 ,李勇 ,许 健敏 ,等. 测 景液体 粘滞 系数 实验 的探 讨 [ J ] . 长治学院学报 ,2011,28 ( 5) :33 — 35. 王爱红 . 落球法测液体粘滞系数 的实验研究 [ J ] , 廊坊 师范学 院 [2]学报 ( 自然科学版) ,2013,13 ( 3) :40 — 45. [ 3] 梁路光 ,赵 大源 . 医用 物理 学 [ M] . 北 京 :高 等教 育 出版 社 , 2 0 0 4 . [4 ] 洪洋 ,俞航 ,李玉生. 医用物理学实验 [ M] . 北 京:科 学出 版社 ,2009. [ 5] 洪 洋 ,鲍 修 增. 医 用物 理 学[ M ] . 北 京 :高 等 教 育 出版 社 , 2 0 0 7 . [ 6] 张兆奎 ,缨连元,张立. 大学物理实验 [ M] . 北京 :高等教育 出版社 ,2004 [7] 朱鹤年. 基础 物 理实 验 教 程 一物 理量 的数 据处 理 与 实 验 设计 [ M] . 北京 :高等教育出版社,2003. [8] 周木 ,胡成华 ,史玲娜. 液体 粘滞 系数测 量仪器 的研究 [ J ] . 大学物理实验 ,2011,24 (5) :64 —66. 张潞英 ,陈 国杰 ,周红仙等. 液体粘滞 系数测量原理分析 及仪器 研制 [ J ] . 实验科学与技术,2011,9 ( 5) :182 —185. [9]欢 迎 订 阅 欢 迎 投 稿 《 高校实验室工作研究》 是 由西北五省 区高校实验室管理研究会合办 ,教育部 主管 ,由教育部 直属 、 国家 “ 211 工程 ” 重点建设学校—— 陕西师范大学主办 。创办于 1983 年 ,是西北地区唯一 的一家在全 国 高等院校和科研院所交流的综合 技术性读 物。