劳拉低温布氏粘度液体浴空气浴

[color=#f546ff][size=4][font=SimSun] 最近做了纺织品中甲醛含量的检测，但和我一起同做的人，据说用空气浴，但做出来整体差异很大，她们都分析说是空气浴不如水浴的萃取效果，想和各位大虾讨论下[/font][/size][/color]

各种流体（液体、气体）都具有不同程度的粘性，当其相邻两流层各以不同速度运动时，层间就有摩擦力产生，运动快的流层对运动慢的流层有加速作用，运动慢的流层对运动快的流层有阻滞作用。流体的这种性质称为粘性，流层间的摩擦力称做粘性力。在通常情况下，许多流体的粘性力Ｆ与两流层接触面积Ａ和垂直于流速方向的速度梯度成正比：http://course.tju.edu.cn/physics/syjx/jxnr/cha3/s6/gs1.gif（６—１）　　式中：比例系数η称为粘度。式（６—１）称为牛顿粘性定律。服从牛顿粘性定律的流体（如空气、水、油等）称为牛顿流体。而粘性很大的有悬浮物的流体如血液、油漆、塑料等属非牛顿流体。　　流体具有粘性的本质原因：①相互接触的流层间的分子引力而产生的阻力；②相邻不同流速流层的分子相互扩散产生的阻力。在国际单位制（ＳＩ）中，粘度η的单位为帕秒（Ｐａ·ｓ），１Ｐａ·ｓ＝１kg·m-1·s-1；ＣＧＳ制中，η的单位是泊（Ｐ），１Ｐ＝１g·cm-1·s-1，因而１Ｐａ·ｓ＝１０Ｐ。　　同一流体在不同温度下其粘度变化很大。例如蓖麻油，当温度从１８℃升至４０℃时，粘度几乎降到原来的１／４。　　研究流体的粘性，测定粘度不仅在材料科学研究方面，而且在医学和许多工业部门都有很重要的实际意义。测定流体粘度有许多方法，对于粘度较小的流体，如水、乙醇、四氯化碳等，常用毛细管粘度计测量；而对粘度较大的蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明（或半透明）液体的粘度常用落球法（也称斯托克斯法）测定；对于粘度为０.１Ｐａ·ｓ～１００Ｐａ·ｓ的液体也可用转筒法进行测定。【预习重点】　　（１）根据斯托克斯定律用落球法测定液体粘度的原理和方法。　　（２）熟悉游标卡尺、停表、温度计和移测显微镜等仪器的使用方法（第２章２．２．１，２．４．３）。　　参考书：《大学物理学》第一册，Ｆ．Ｗ．ＳＥＡＲＳ等著，第十三章。【仪器】　　粘度测量装置、游标卡尺、停表、温度计、密度计、米尺、移测显微镜等。http://course.tju.edu.cn/physics/syjx/jxnr/cha3/s6/1.jpg图６—１　粘度测定出其与落球受力【原理】　　如图６—１所示，小球在液体中下落时，受到３个铅直方向的力，即浮力ρ0ｇＶ（Ｖ是小球的体积，ρ0是液体的密度），小球的重力ρｇＶ（ρ是小球的密度），和粘性力Ｆ（其方向与小球运动方向相反）。在无限广延的液体中，如果液体粘度较大，小球的直径较小，下落运动过程中不产生旋涡，则根据斯克托斯（Ｓｔｏｋｅｓ，Ｇ.Ｇ.１８１９—１９０３）定律，小球所受的粘性力Ｆ＝３πηｖｄ（６—２）式中：η是液体的粘度；ｄ是小球的直径；ｖ是小球的速度。　　开始时小球下落速度较小，粘性阻力也较小，因而小球作加速运动。随着小球速度的增加，粘性力也增加，最后，上述３种力达到平衡，即ρＶｇ＝３πηｖｄ＋ρ0Ｖｇ于是，小球开始作匀速直线运动（此时的运动速度称为收尾速度）。将小球体积Ｖ＝１／６πd3代入上式，整理后可得液体的粘度http://course.tju.edu.cn/physics/syjx/jxnr/cha3/s6/gs3.gif（６—３）　　实验时，待测液体盛在内直径为Ｄ的量筒中，因而小球在下落过程中不满足无限广延的条件。考虑到容器壁的影响，式（６—３）应修正为http://course.tju.edu.cn/physics/syjx/jxnr/cha3/s6/gs4.gif（６—４）式中：ｖ是给定实验条件下的小球收尾速度，可以通过测量上下两标线N1、N2之间的距离ｌ和小球下落过程中经过ｌ所需的时间ｔ得到，即ｖ＝ｌ／ｔ。于是式（６—４）可改写为http://course.tju.edu.cn/physics/syjx/jxnr/cha3/s6/gs5.gif（６—５）由式（６—５）可以看出，只要测得ρ、ρ0、ｄ、Ｄ、ｌ和ｔ各量，即可求出液体的粘度η。　　为保证小球在液体中下落时不产生旋涡，其收尾速度不能太大，选用的小球直径应适当小一些。【实验要求】　　（１）为了去除小钢球的污迹，可用乙醚和酒精的混合液清洗，再用滤纸吸干残液。　　（２）用大、小不同的两个小球做实验，用移测显微镜分别测量其直径ｄ。各测量５次。　　（３）调节量筒铅直，把上下两标线N1和N2置于离液面和筒底７ｃｍ～８ｃｍ处。　　（４）用游标卡尺测量量筒内径Ｄ；用米尺测量上下两标线的距离ｌ；记下实验室给出的小钢球的密度ρ。　　（５）为了使实验过程中油温保持基本不变，需在油温稳定后（约需２０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ）再做实验。在实验前后各测一次油的温度，然后求平均，作为实验时的油温，并用密度计测量油的密度ρ0。　　（６）用小镊子夹起小钢球，将球体用油浸润后，沿量筒中轴线投入油中，用停表测出小球经过距离ｌ所需的时间ｔ。用漏盘捞出小钢球，待油液平静后，重新落球，反复测量５次。　　（７）换另一不同直径的小球，测量下落时间，重复测量５次。【数据处理】　　（１）设计数据表格，记录各待测量的测量数据；　　（２）分别求出各直接测量量的测量不确定度；　　（３）对于两种小球的实验数据，分别用式（６—５）计算出粘度η值，并分析其测量不确定度。【思考题】　　（１）空气和水在各温度下的粘度见下表：http://course.tju.edu.cn/physics/syjx/jxnr/cha3/s6/table1.bmp从表中可以看出空气的粘度随温度的升高而增大，水的粘度随温度的升高而减小，试解释其原因。　　（２）实验中如果温度不稳定，会有什么现象产生，如何改进？　　（３）根据卫森霍夫（Ｗｅｙｓｓｅｎｈｏｆ