国立高雄应用科技大学化学工程与材料工程系物理化学实验实验题目.doc

國立高雄應用科技大學 化學工程與材料工程系 物理化學實驗 實驗題目:液體黏度測定實驗指導老師:吳瑞泰老師班級:四化材三乙組別:第十一組姓名:陳俊傑學號:1100101231實驗日期:2013/10/31 目錄 一、實驗目的……………………………………..……..page 3二、實驗原理………………………………………..…..page 3三、相關知識……………………………………..……..page 3~6四、實驗儀器……………………………………..……..page 6~7五、實驗藥品………………………………………..…..page 7六、實驗步驟……………………………………..……..page 7~10 七、資料來源…………………………………..………..page 10 實驗目的 學習奧士瓦黏度計的操作與原理。 瞭解黏度的意義及量測黏度的過程與方法。 了解黏度的定義，並區別絕對黏度與其相互間之換算。 實驗原理 根據卜瓦醉方程式簡化後得到η=Cρt(η:絕對黏度，C:黏度計常數，ρ:液體密度，t:流體流經毛細管時間)，利用奧士瓦黏度計測量標準液體(水)與被測量液體的時間t0與t，並查得兩者的密度值，帶入簡化式的比較式即可得到絕對黏度。 相關知識 黏度 黏度，是黏性的程度，是材料的首要功能，也稱動力粘度、粘（滯）性係數、內摩擦係數。不同物質的黏度不同，例如在常溫（20℃）及常壓下，空氣的黏度為0.018mPa·s，汽油為0.65mPa·s，水為1 mPa·s，血液（37℃）為4～15mPa·s，橄欖油為102 mPa·s，蓖麻油為103 mPa·s，蜂蜜為104mPa·s，焦油為106 mPa·s，瀝青為108 mPa·s，等等。最普通的液體黏度大致在1～1000 m Pa·s，氣體的黏度大致在1～10μPa·s。糊狀物、凝膠、乳液和其他複雜的液體就不好說了。一些像黃油或人造黃油的脂肪很黏，更像軟的固體，而不是流動液體。 黏滯力是流體受到剪應力變形或拉伸應力時所產生的阻力。在日常生活方面，黏滯像是「黏稠度」或「流體內的摩擦力」。因此，水是「稀薄」的，具有較低的黏滯力，而蜂蜜是「濃稠」的，具有較高的黏滯力。簡單地說，黏滯力越低（黏滯係數低）的流體，流動性越佳。 黏滯力是黏性液體內部的一種流動阻力，並可能被認為是流體自身的摩擦。黏滯力主要來自分子間相互的吸引力。例如，高粘度酸性熔岩產生的火山通常為高而陡峭的錐狀火山，因為其熔岩濃稠，在其冷卻之前無法流至遠距離因而不斷向上累加；而黏滯力低的鎂鐵質熔岩將建立一個大規模、淺傾的斜盾狀火山。所有真正的流體（除超流體）有一定的抗壓力，因此有黏性。 沒有阻力對抗剪切應力的流體被稱為理想流體或無粘流體。 式中：為切應力，為速度場在方向的分量，為與垂直的方向坐標。 黏度較高的物質，比較不容易流動；而黏度較低的物質，比較容易流動。例如油的黏度較高，因此不容易流動；而水黏度較低，不但容易流動，倒水時還會出現水花，倒油時就不會出現類似的現象。 黏度的定義。上面的邊界板以恆速向右運動，從而帶動下面的液體也向右運動。由於底板是靜止的，因此液體從上向下的運動速度逐漸減低，從而在液體內部存在剪切應力。對於黏度低的液體，這個切應力小，液體內部的摩擦小；對於黏度大的液體，這個切應力大，液體內部摩擦大。所以黏度定義為切應力與液體水平向右運動速度在y軸方向的變化梯度之比。本例中，如果液體水平向右運動速度的分布梯度如果是固定的，那麼液體的黏度與所受切應力成正比。 流體的黏度是由於相鄰層間以不同的速度運動時產生的摩擦造成的。管中心處阻力最小，液層流動速度最大；管壁附近液層同時受到液體黏性阻力和管壁摩擦力作用，速度最小，在管壁上液層的移動速度為零（假定在不產生滑移時）。因此，一些附近的壓力（如兩頭管的壓力差）需要克服摩擦層之間阻力，來保持流體流動。同樣的速度模式，應力應正比於流體的黏度。 實驗儀器 儀器名稱數量恆溫水槽1刻度吸量管1奧士瓦黏度計1碼表1比重瓶1橡皮安全吸球1 實驗藥品 藥品名稱數量10%~95%乙醇溶液1水1丙酮1 實驗步驟 1.恆溫水槽先充滿水，啟動電源，並將恆溫水槽設定好溫度(200C)。 2.配置待測液所需的濃度，清潔奧士瓦黏度計。 3.黏度測定 (1)用刻度吸量管吸取定量(10ml)的蒸餾水注入奧士瓦黏度計內。 (2)將奧士瓦黏度計置入恆溫水槽內(溫度設定在20±010C)，恆溫水槽的水面必須高於上標線(A)。 (3)放置約5分鐘，讓黏度計的溫度達平衡後，並用安全吸球徐徐吸上液體至上標線(A)上方數mm高度止。 (4)移去安全吸球，液體因重力向下流動，用碼表準確的測定液面通過上下兩標線間(A、B間)所需的時間，並記