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液体粘度随温度变化的实验研究
Testresearchthattheliquidviscosity
changeswiththetemperature

Surveybelowthedistincttemperature，Thecastoroilsticksthesluggishfactor，Therebyfindoutliquid（Castoroil）Viscositywhatchangestherelationshipwiththetemperature。

粘度(viscosity)是液体重要的物理性质之一，它反映液体流动行为的特征。粘度与液体的性质、温度和流速有关，测量这个量在材料的工艺技术方面有实际应用价值，如机械的润滑、石油在管道中的传输、油脂涂料、有机合成、医疗和药物等方面，都需要测定液体的粘度。
在液体中，如果各层液体的流速不同，在两层相互接触而速度不同的液体层之间便有力的作用。两相邻液层间的这一作用力称为内摩擦力或粘滞力，一般液体都有这种性质，称为粘滞性。
测量液体粘度的方法有多种。纺织、轻工、医药和化工等行业的工厂中常采用旋转法，它使用方便，测量范围可达0.1~0.01Pas。实验室中，对于粘度较小的液体，如水、乙醇、四氯化碳等，常采用毛细管法。落球法（落针法）是最基本的一种，它可用于测量粘度较大的液体，如蓖麻油(castoroil)、变压器油、甘油等。

一实验仪器装置
本实验采用PH－Ⅲ型变温粘滞系数实验仪，如图一所示。由实验器、落针、霍尔传感器、测量－控温系统四部分组成。仪器已经安装完好，待测液体（蓖麻油）已经注入实验器，循环水已经注入测量－控温仪。

图一变温粘滞系数测量系统
1实验器
实验器结构如图二所示。用透明玻璃管制成的内外两个圆筒容器，竖直固定在水平机座上，机座底部有调水平的螺丝。内筒盛放待测液体(如蓖麻油)，内外筒之间通过控温系统灌水，用以对内筒水浴加热。外筒的一侧上、下端各有一接口，用橡胶管与控温系统的水箱相连。机座上竖立一块铝合金支架，其上装有霍尔传感器和取针装置。圆筒容器顶部盒子上装有投针装置(发射器)它包括喇叭形的导环和带永久磁铁的拉杆。嗽叭形导环为便于取针和让针沿容器中轴线下落。用取针装置把针由容器底部提起，针沿导杆：到达盖子顶部，被拉杆的磁铁吸住。拉起拉杆，针因重力作用而沿容器中轴线下落。
2磁性落针
磁性落针如图三所示，它是有机玻璃制成的空细长圆柱体，总长约185mm。其外半径为，直径约5.7mm，有效密度为，它的下端为半球形，上端为圆台状，便于拉杆相吸。内部两端装有永久磁铁，异名磁极相对。磁铁的同名磁极间的距离为(170mm)。内部有配重的铅条，改变铅条的数量，可改变针的有效密度。
3霍尔传感器
它是灵敏极度高的开关型霍尔传感器，做成圆柱状，外部有螺纹，可用螺母固定在实验仪支架上。输出信号通过屏蔽电缆、航空插头接到测量器上。每产磁铁经过霍尔传感器前端时，传感器即输出一个矩形脉冲。这种磁传感器的使用，为非透明液体的测量带来方便。

图二实验器图三磁性落针

4测量一控制器
以单片机为核心的测量器用以计时和处理数据，硬件采用MCS—51系列处理芯片，软件固化在EPROM中，霍尔传感器产生的脉冲经整形后，从航空插座输入，由计时器完成两次脉冲之间的计时，并将结果计算和显示出来。其面板如图四所示。

图四PH－Ⅲ型变温粘滞系数实验仪前面板
控温系统由水箱、水泵、加热器及控温装置组成。微型水泵运转时，水流自实验器的底部流入，自顶部流山：形成水循环，对待测液体进行水浴加热，加热功率为300W，通过控温装置的调节，预置实验温度。待测液体的实际温度直接由数码管显示。

二实验内容提示
测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数，研究蓖麻油的粘滞系数随温度的变化。

三实验原理提示
当磁性落针在重力的作用下在液体中下落时，由于附着在落针表面的液层对于液体其他部分运动，使落针受到一个与运动方向相反的粘滞阻力，粘滞阻力与落针的运动速度成正比，与液体的粘滞系数成正比。此外，落针在液体中还要受到浮力的作用。在开始时落针将加速下落，当三力平衡时，落针将匀速下落。这时落针的速度称为收尾速度，此速度可通过测量针内磁铁经过传感器的时间间隔求得。
在恒温条件下，求液体粘滞系数的公式为：
（1）
式中，－容器内简半径，－落针半径，－落针下落收尾速度，g—重力加速度，－落针的有效密度，－液体密度，—液体粘度系数。壁和针长的修正系数为：
（其中）（2）
（－两磁铁同名磁极的间距）（3）
考虑到（－两磁铁经过传感器的时间间隔），则（1）式可改写为：
（4）
在变温情况下，还必须考虑到液体密度随温度的变化：
（5）
其中，，
值可用实验方法确定，大约为

四实验操作提示
1开起仪器：
接入仪器电源，打开电源丌关，仪器显示“PH2”