home

№222 Определение коэффициента вязкости растворов капиллярным вискозиметром

?
Кафедра общей физики ПГУ
Лаборатория молекулярной физики
Лабораторная работа № 222

Лабораторная работа № 222
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ РАСТВОРОВ
КАПИЛЛЯРНЫМ ВИСКОЗИМЕТРОМ
1

Приборы и принадлежности: вискозиметр капиллярный в пассивном
термостате, испытуемые растворы, секундомер, термометр, резиновая груша.
Введение. Если в текущей жидкости соседние слои имеют различную
скорость, то между ними возникает сила внутреннего (вязкого) трения,
определяемая законом Ньютона
dv
f =η
∆S,
dn

(1)

где η – коэффициент внутреннего трения (или коэффициент вязкости),
d v /dn – градиент скорости – это вектор, который направлен в сторону
наибыстрейшего возрастания скорости слоев текущей жидкости,
∆S – элементарная площадка на поверхности соприкосновения слоев,
перпендикулярная градиенту скорости.
Если течение жидкости ламинарное (слоистое) и установившееся
(скорость движения отдельных слоев не меняется со временем), то зависимость
объема жидкости, протекающей через трубу за время t, от ее радиуса R, длины l
и перепада давления ∆р на концах трубы определяется законом Пуазейля (см.
“Введение” к работе № 221)
4
πR
V=
∆ pt .
(2)
8η l
Закон Пуазейля используется для определения коэффициента вязкости
жидкости в лабораторной работе №221. Однако процедура нахождения η
требует значительного количества испытуемой жидкости (порядка литра) и
знания других физических величин (V,R,l,t,∆p). В связи с этим она становится
довольно трудоемкой, требует длительного времени для производства
измерений и поэтому не всегда применима.
На том же законе Пуазейля основан другой, более простой и менее
затратный относительный метод определения коэффициента вязкости,
использующий специальный прибор – капиллярный вискозиметр. Для работы с
капиллярным вискозиметром требуется около 10 мл испытуемой жидкости и
измерения проводятся сравнительно быстро. Он особенно хорош для
производства многочисленных рутинных измерений. Однако для его
применения требуется наличие так называемой эталонной жидкости,
коэффициент
1

Вискозиметр – от лат. viscosus (вязкий).

27