如何用毛细管法测定液体粘度

作者&投稿:沙股 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
大一物理实验思考题 液体粘度的测定~

你好,第一个思考题本人这样认为
就目前粘度的测量方法,主要有旋转法、落球法、毛细管法、振动法等,以毛细管法最为简单常用,而毛细管法测量粘度是基于泊肃叶定律

式中: r 表示毛细管半径; t表示液体流经毛细管的时间; L表示毛细管长度;Vt表示t时间内液体所流过的体积; P2表示流体单元所受的压力。
有公式我们可以知道,粘度的大小与流过的体积有关,所以为了测量的方便以及单一变量等因素,我们需要保证他们的体积相等。
第二题
所谓的沉降法和我说的落球法是一个方法,而落球式测量液体粘度的方法是基于斯托克斯定律而产生的,一个具有一定密度的球体在特定的盛液器皿中自由下落时,受到三个力的作用,分别是球的重力、浮力、阻力; 小球做匀速下降运动时,小球的浮力值与阻力值之和等于它的重力值,该待测液体的粘度值可由下式求得:

其中ρs表示球体密度,ρl表示液体密度,v表示球匀速下降的速度。
由于再特定的器皿中,必须考虑道器皿的半径R和器皿的高度h,所以引用修正后的公式如下:

所以必须要保证高度是已知的,轴线下降是为了保证3力平衡。
希望我的回答对你有帮助。
杜康老师

  使用步骤:
  一、取出乌氏粘度计,按照规定制成一定浓度的溶液,用3号垂熔玻璃漏斗滤过,弃去初滤液(约1ml)
  二、取续滤液(不得少于7ml)沿洁净、干燥乌氏粘度计的管2内壁注入B中,将粘度计垂直固定于恒温水浴(水浴温度除另有规定外,应为25±0.05℃)中,并使水浴的液面高于球C,放置15分钟后;
  三、将管口1、3各接一乳胶管,夹住管口3的胶管,自管口1处抽气,使供试品溶液的液面缓缓升高至球C的中部,先开放管口3,再开放管口1,使供试品溶液在管内自然下落,用秒表准确记录液面自测定线m下降至测定线m处的流出时间;
  四、重复测定两次,两次测定值相差不得超过0.1秒,取两次的平均值为供试液的流出时间(T)。
  五、取经3号垂熔玻璃漏斗滤过的溶剂同样操作,重复测定两次,两次测定值应相同,为溶剂的流出时间(T)。按下式计算特性粘数:
1nη特性粘数[η]=────C式中η为T/T;c为供试液的浓度(g/ml)。

高聚物相对分子质量的测定(黏度法)有对如何用毛细管法测定液体粘度的具体描述。此外毛细管粘度测定法血液粘度测定。

一、实验目的

1.了解高聚物黏均相对分子质量的测定方法及原理;

2.掌握毛细管黏度计的使用方法,测定聚合物的黏均相对分子质量。

(技能要求:掌握封闭式毛细管粘度计的使用方法,实验数据的作图处理方法)。

二、实验原理

黏度是液体流动时内摩擦力大小的反映。纯溶剂黏度反映了溶剂分子间的内摩擦力效应,聚合物溶液的黏度是体系中溶剂分子间、溶质分子间及他们相互间内摩擦效应之和。

增比黏度ηsp定义为:

ηsp=(ŋ- ŋ0)/ŋ0= ŋr-1

η为聚合物溶液的黏度;ŋ0为纯溶剂黏度;ŋr为相对黏度

比浓黏度ηsp/c和比浓对数黏度(ln ŋr)/c与高分子溶液浓度c的关系为:

ηsp/c=[η]+k1[η]2c

(ln ŋr) /c=[η]+k2[η]2c

其中:[η]为特征黏度;反映了无限稀溶液中溶液分子与高分子间的内摩擦效应,它决定与溶剂的性质和聚合物的形态及大小。

对同一聚合物,两直线方程外推所得截距[η]交于一点k1-k2=0.5;[η]值随聚合物的摩尔质量有规律变化。

特征黏度与聚合物摩尔质量的关系为:

[η]=k*Mηα

式中:Mη为黏均相对分子质量;k和α是温度,聚合物及溶剂性质有关的常数。

本实验采用毛细管法,当液体在重力作用下流经毛细管黏度计时,遵守公式:η/ρ=πhgr4t/8LV-mV/8πLt

式中:η为液体黏度;ρ为液体密度;L为毛细管长度;r为毛细管半径;t为体积V的液体流经毛细管的时间;h为流过毛细管液体的平均液柱高度;g为重力加速度;m为动能校正系数(当V/r〈〈1时,m=1)

对某一给定毛细管黏度计,式可改写为:

η/ρ=A*t-B/t

式中,当B〈1,t〉100s时,第二项可以忽略。通常测定在稀溶液中进行(c〈1g/ml),溶剂与溶液密度近似相等,则有:

ŋr= ŋ/ŋ0= t/t0

式中t和t0分别为溶液和纯溶剂的流出时间。实验中,测出不同浓度下聚合物对应的相应的相对黏度,可求出ηsp、ηsp/c、(ln ŋr) /c。以ηsp/c或(ln ŋr) /c对c作图用外推法可求[η]。在已知k,α值条件下,可由[η]=K*Mηα计算聚合物黏均相对分子质量

三、实验仪器与试剂

1.仪器:

恒温槽;乌式黏度计;10mL吸量管2支;3号砂芯漏斗2支;100mL

容量瓶2个;秒表。

2.试剂:

正丁醇(AR);无水乙醇(AR)。

0.500g/100mL聚乙烯醇水溶液:准确称取聚乙烯醇0.500g于烧杯中,加60mL蒸馏水,稍稍加热使其溶解,冷至室温,倾洗入100mL容量瓶中,滴加10滴正丁醇(消泡剂)。在25oC恒温下,加水稀释至100mL。用砂芯漏斗(3号)过滤溶液。

乌式黏度计

四、实验步骤

1.准备工作:

打开仪器电源及制冷开关,将温度设定为250C,待温度恒定后在测量。

2.聚合物溶液粘度流出时间ti

(1)在粘度计中注入10mL聚合物溶液;

(2)测量时,将粘度计沿d管一侧放倒,使计内溶液由b球全

部进入a球,再慢慢顺时针抬起粘度计45度角度,使a球溶液顺利

流入定体积c球,并注满。此时可将粘度计竖直,多余溶液及液

表面气泡由f管流入b球,观察记录液面通过e1、e2刻度线时所用

的时间,即为要测得ti(平行测量2次,偏差〈 0.5秒);

(3)再向粘度计原溶液中依次加入5mL、10 mL水,测量其ti。

3.水粘度流入时间t0的测量

用二次水洗粘度计3次,再向粘度计中注入1 0 mL左右的二次水,同步骤1测其流出时间t0(平行测量2次,偏差〈 0.5秒)。

4.粘度计最后清洗处理

测完后,倾净计内水,使管内尽量不要有残余水珠,将计内废液倒入回收瓶中,去开粘度计活塞,侧到放置于实验台上。

五、实验数据的记录与处理

t1
t2
t(平均)
C
ŋr
ηsp
ηsp/c
lnηr/c

纯聚乙烯醇
2’03”25
2’03”34
2’03”35
0.5
1.553
0.553
1.106
0.680

加5mL水
1’42”88
1’43”12
1’43”00
0.33
1.297
0.297
0.980
0.800

加10mL水
1’34”34
1’34”19
1’34”27
0.20
1.187
0.187
0.900
0.850

二次水10 mL
1’19”43
1’19”41
1’19”42

根据实验数据以ηsp/c对c作图,以(ln ŋr) /c对c作图:

如上,图知[η]=0.8767,再由[η]=K*Mηα可求出Mη

Mη=([η]/K)1/α=(0.8767/0.0002) 1/0.76=61931.0

分析:图中不是所有点均在直线上,原因是实验过程中两个人记录数据产生误差;作图时会产生误差。

六、实验注意事项:

(1)粘度计必须洁净,高聚物溶液中若有絮状物不能将它移入粘度计中。

(2)实验过程中恒温槽的温度要恒定,溶液每次稀释恒温后才能测

(3)粘度计要垂直放置。实验过程中不要振动粘度计。

(4)实验前应先将温度设定为250C,然后再进行实验操作。

(5)每次向球中倒液体时不能留有气泡。

七、思考题

1. 高聚物的特征黏度与纯溶剂的黏度为什么不相等?
答:纯溶剂黏度反映了溶剂分子间的内摩擦力效应,聚合物溶液的黏度则是体系中溶剂分子间、溶质分子间及他们相互间内摩擦效应之总和。
2. 用黏度法测定高聚物的相对分子质量时,高聚物留经毛细管的时间为什么要大于100s?
答:对于某一给定毛细管黏度计,在η/ρ=A∙t-B/t中,当B<1,t>100s 时,第二项可忽略.

八、实验总结

本次实验我了解了高聚物黏均相对分子质量的测定方法及原理;掌握了毛细管黏度计的使用方法,测定聚合物的黏均相对分子质量的方法;学会了封闭式毛细管粘度计的使用方法,实验数据的作图处理方法。

,国内外用于血液粘度测定的方法主要分两大类,一类是毛细管粘度测定法,另一类是旋转式粘度测定法。
(1)毛细管粘度测量法:根据泊肃叶定律,液体流经毛细管时,将遵循下列公式:Q=πr4∆P/8ηLL,式中的流量Q也等于V/t,V为流经毛细管的容积,t为流动的时间,代人泊肃叶公式:Q=πr4∆P/8LV。将一定容量的液体流过一定长度的毛细管,则式中丌、r、AP、L、V均为已知数,因此通过测定液体流经毛细管的时间t即可计算出液体粘度η。一般情况下,液体在毛细管中流动是靠其自身重力驱动,其切变率不仅受管长与半径的影响,而且还与驱动压密切相关。驱动压随着液体的通过而不断减小,切变率也将随之不断的降低。血浆屑牛顿型流体,其粘度与切变率关系不大,因此,毛细管粘度测定方法只适用血浆粘度的测定。用此类方法设计的粘度计多为毛细玻璃管粘度计,其制造较容易,操作简单、售价低廉,精确度也较高,已为临床和实验室广泛使用,其主要缺点是不适用于全血粘度的测定。
(2)旋转式粘度测量方法:其测量粘度的原理是以一个能以不同转速主动旋转的物体,通过对被测液体的作用、带动与其有同轴心的另一个物体被动地旋转并产生一定大小的力阻,只要知道主动旋转物体的几何形状,旋转速度以及被动旋转物体所产生的力距大小,就可以计算出被测液体所受的切应力和产生的切变率,利用公式η=τ/γ,即可计算出被测液体的粘度(式中η为粘度、τ为切应力、γ为切变率)。利用此原理制造的粘度计为旋转粘度计。目前常用的有锥板式粘度计和圆桶式粘度计。此类粘度计的主要结构为一旋转的圆桶或圆板和同轴心的内层圆桶或圆锥,两者之间狭窄的缝隙为被测液体样品,内层圆桶或圆锥靠金属扭丝K悬吊起来。此类粘度计的最大优点是可以通过改变旋转速度改变切变率,可以测量很广范围内切变率(0.04-4000S-1)下的液体粘度。此外,两旋转物体间缝隙很小,故很少的液体样品即可测量,并有很高的精确度,尤其适用于全血粘度的测量。
有关粘度的指标:粘度的国际单位为毫帕斯卡·秒(mPa·S)。
(1) 表观粘度(apparent viscosity):指非牛顿流体在某一切变率下测得的实际粘度。

(2)相对粘度(relativeviscosity):是指两种粘度的比值,故为一无量纲的量。血液的相对

粘度是全血粘度与血浆粘度的比。

(3)还原粘度(reduced viscosity):是全血粘度与红细胞比容的比值,其计算公式为:RV=ηb-1/Ht式中RV为还原粘度,η为全血粘度,Ht为红细胞比容。还原粘度实际是指红细胞为1%时的血液粘度,这样可排除比容因素对血液粘度的影响,便于分析其它因素对血液粘度的影响。

(4)比粘度:是指被测液体的粘度与标准参照液粘度的比值,通常以水或生理盐水作标准参照液,全血或血浆比粘度是全血或血浆粘度与水粘度的比值,比粘度也是一无量纲的量。

如何用毛细管法测定液体粘度
答:对某一给定毛细管黏度计,式可改写为:η/ρ=A*t-B/t 式中,当B〈1,t〉100s时,第二项可以忽略.通常测定在稀溶液中进行(c〈1g/ml),溶剂与溶液密度近似相等,则有:ŋr= ŋ/ŋ0= t/t0 式中t和t0分别为溶液和纯溶剂的流出时间.实验中,测出不同浓度下聚合物对应的相应的...

简要说明用毛细管黏滞计测定液体黏滞系数的原理(含主要公式)和方法...
答:【答案】:(1)原理在根据泊肃叶公式用毛细管黏滞计测量液体的黏滞系数时,因毛细管的半径R、毛细管长度L和管内体积V都很难准确地测定,因此不便用泊肃叶公式计算液体的黏滞系数,而是用比较法来进行测量。即用同一支黏滞计对两种液体进行测量。由于R、L、V都是定值,如果取用两种液体的体积是相同的...

如何用毛细管法测定液体粘度
答:(1)在粘度计中注入10mL聚合物溶液;(2)测量时,将粘度计沿d管一侧放倒,使计内溶液由b球全部进入a球,再慢慢顺时针抬起粘度计45度角度,使a球溶液顺利流入定体积c球,并注满。此时可将粘度计竖直,多余溶液及液表面气泡由f管流入b球,观察记录液面通过e1、e2刻度线时所用的时间,即为要测得ti(平行测量2次,偏差...

怎样测定粘度?
答:(用平氏黏度计测定运动黏度或动力黏度) 照各药品项下的规定,取毛细管内径符合要求的平氏黏度计1支,在支管F上连接一橡皮管,用手指堵住管口2,倒置黏度计,将管口1插入供试品(或供试溶液,下同)中,自橡皮管的另一端抽气,使供试品充满球C与A并达到测定线m处,提出黏度计并迅速倒转,抹去黏...

低温零下100度液体粘度检测方法
答:该种温度下液体粘度的检测方法是“毛细管法”。在一定温度下,即当低温达到零下100度时,此时液体在直立的毛细管中,以完全湿润管壁的状态流动时,其运动粘度与流动时间成正比,是可以使用“毛细管法”进行液体粘度监测的。测定时,用已知运动粘度的液体作标准,测量其从毛细管粘度计流出的时间,再测量试样...

毛细管粘度法测量液体的粘滞系数的公式是什么?
答:毛细管烂悄粘度法的基本方程),简称泊肃叶定律。是用毛细管粘度计的粘度测量法的基础。如果由毛细管前后的一个高度差产生的不同的压力,因此:Vkin=kxt,(k:毛细管常数,t:规定体积的液体测得的从毛细管流出时间)。在非常短时间的情况下,必须考虑无-耗散的动能。(动能/哈根贝茨校正)。

用毛细管法测定PA6的相对黏度
答:最后,根据公式(6),我们计算试样的相对粘度值,其中溶液流经时间t2与溶剂流经时间t1的比值决定。精确到小数点后三位,然后取平均值,按照GB/T 8170标准修约至小数点后两位,得出最终结果。毛细管法测定PA6的相对黏度,不仅体现了科技的力量,更是产品质量控制的严谨态度。每一次测量,都是对高性能材料...

大一物理实验思考题 液体粘度的测定
答:你好,第一个思考题本人这样认为 就目前粘度的测量方法,主要有旋转法、落球法、毛细管法、振动法等,以毛细管法最为简单常用,而毛细管法测量粘度是基于泊肃叶定律 式中: r 表示毛细管半径; t表示液体流经毛细管的时间; L表示毛细管长度;Vt表示t时间内液体所流过的体积; P2表示流体单元所受的压力。有...

毛细管测黏度需要计算对照黏度吗
答:不需要。毛细管粘度计法测量流体粘度,是目前最常用也是最精度的检测方法之一,测试时,用已知粘度的液体做标准,测量毛细管粘度在同一粘度计流出的时间,即可计算出毛细管的粘度,不需要计算对照粘度。

毛细管法测沸点时加热至什么时停火
答:当用毛细管法测定时,先加热到内管有连续气泡快速逸出后,停止加热,使温度自行下降,气泡逸出速度逐渐减慢,当最后一个气泡刚要缩进内管而还没有缩进,即与内管管口平行时,这时待测液体的蒸气压就正好等于外界大气压,这时的温度就是待测液体的沸点。毛细管法测定粘度原理粘度是指液体对流动所表现的...