粘滯係數

粘滯係數

液體的粘滯係數又稱為內摩擦係數或粘度。是描述液體內摩擦力性質的一個重要物理量。它表征液體反抗形變的能力,只有在液體記憶體在相對運動時才表現出來。粘滯係數除了因材料而異之外還比較敏感的依賴溫度,液體的粘滯係數隨著溫度升高而減少,氣體則反之,大體上按正比於 的規律增長.在國際單位制中粘滯係數的單位為帕秒(Pas)在CGS單位制中為泊(poise)符號為P 。研究和測定液體的粘滯係數,不僅在材料科學研究方面,而且在工程技術以及其他領域有很重要的作用。

基本信息

液體粘滯係數是表征液體反抗形變能力的重要參數,在生產、生活、工程技術及醫學方面有著重要的套用。粘滯係數的測量方法很多,有落球法、毛細管法、轉筒法等,其中落球法是最基本的一種方法,用落球法測定液體的粘滯係數只適用於測量粘滯係數較大的透明或半透明液體,如蓖麻油、甘油等,但由於該方法物理現象明顯、原理直觀、實驗操作和訓練內容較多,仍被廣泛地套用於理工科大學的大學物理實驗和物理相關專業的低年級基礎物理實驗 。

改進

落球法實驗要求小球沿著容器的中心軸線下落,傳統的粘滯係數實驗通過實驗者憑經驗釋放實現,很難保證小球恰好沿容器的中心軸線下落;落球法實驗要求測出小球勻速通過某段距離的時間,而傳統的粘滯係數實驗僅僅通過實驗者的秒表計時來實現,由於人工秒表計時存在著視差和反應時間,實驗時很難精確的測出小球下落的時間。針對以上問題,對傳統的粘滯係數實驗進行改進:用光電門和數字毫秒計代替人工秒表計時,並在容器的頂部加裝有機玻璃蓋,蓋子的上方安置帶磁鐵的拉桿,通過磁力實現小球沿容器的中心軸線下落,從而提高實驗測量的精度。

針對落球法粘滯係數實驗中存在的諸多弊端,如小球釋放憑經驗、人工秒表計時誤差較大等,對傳統的粘滯係數實驗進行改進,用光電門和數字毫秒計代替人工秒表計時,有效降低了人工秒表計時帶來的視差和反應誤差;在容器頂部加裝中心帶磁鐵拉桿的蓋子,通過磁力控制保證小球沿容器的中心軸線下落,降低了小球下落時間的測量誤差。測試結果表明,使用改造後的實驗儀能夠有效提高實驗的測量精度,降低實驗誤差,提高了儀器設備的使用率,降低了實驗成本 。

計算公式

v=μ/ρ,其中μ為動力粘度,也有用符號η表示;ρ為液體密度;

實例

葡萄糖漿的粘滯係數h=6.6x10 泊,較大,水的粘滯係數h=8.01x10 泊,較小。實際上所有流體都有不同程度的粘滯性。而且對於大多數液體,h隨溫度上升而下降。什麼流體的粘滯係數最小?1957年12月1日,美國加利福利亞技術學院宣布:在液氦Ⅱ里,粘性係數小的測量不到。它是沒有粘滯係數的理想流體。

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