如何测量粘度

部分 1理解粘度

粘度衡量的是液体对流动所表现的阻力。粘度大的液体流速非常慢，比如蜂蜜。而粘度小的液体则流得很快，比如水。粘度的单位是帕斯卡•秒（Pa s）。

这个实验会测量一个球体以及它通过液体的速度来计算粘度。粘度的公式是[2(ps-pl)ga2]/9v，其中ps是球体的密度，pl是液体的密度，g是重力加速度，a是球体半径，而v是球体的速度。

密度是物体单位体积的质量，用p表示。在本公式中，你得测量球体的密度ps，以及它穿过的液体的密度pl。球体的半径a可以用球面周长除以2π得出。重力加速度g是一个常量，取决于你所在星球的质量和半径。本题中，我们在地球上，所以g等于9.8m/s2。球体的速度v是在实验过程中计算出来的，它是物体单位时间内运动的距离，单位是米每秒（m/s）。

部分 2测量粘度

要计算液体的粘度，你得有一个球体、一个量筒、一把尺、一个秒表、待测液体、一个天平和一个计算器。这个实验的步骤很多，但只要按部就班地做，就能计算出任何液体的粘度。

实验用到的球可以小一点，大理石球或钢球都可以。确保它的直径不超过量筒直径的一半，这样把它扔进量筒时会比较方便。
量筒是一个塑料容器，侧面有刻度标记，可以测量体积。
你可以用手表代替秒表，但是用秒表测量会更加精确。
液体必须足够透明，让你可以看到大理石球穿过液体的过程。尽量测试不同流速的多种液体，看看它们的粘度有何区别。水、蜂蜜、玉米糖浆、食用油和牛奶等，都是你可以尝试的常见液体。

计算粘度需要知道球体密度和液体密度。密度的公式是d=m/v，其中d是密度，m是物体的质量，而v是物体的体积。

把球体放在天平的一侧，测量它的质量。记下测得的数值，单位为克（g）。
用体积公式V= (4/3) x π x r3确定球体的体积，其中V是体积，π是常数3.14，而r是球体的半径。你可以测量球体正中的周长，用它除以2π来算出半径。
你还可以用量杯测量球体挤占的水的体积，得到球体体积。记录初始水位，把球放进水里，记录新的水位。用新水位减去初始水位，得到的数值就是球体的体积，单位是毫升（mL）。
用公式d=m/v计算密度。密度的单位是g/mL。

同样使用上述密度公式，计算出待测液体的密度。

测量液体的密度时，先称出空量筒的质量。把液体倒进量筒中，再次称量质量。用装有液体的量筒质量减去空量筒的质量，就得到了液体的质量，单位是克（g）。
要得到液体的体积，直接把液体倒入量筒，再用量筒侧面的刻度标记读出读数即可。记下体积数值，它的单位是毫升（mL）。
用公式d=m/v和你测量得到的数值，计算液体的密度，单位是g/mL。

首先，把待测液体倒入量筒。然后，在量筒顶部和底部各标记一个位置。慢慢地把实验液体倒进量筒里，液位高度应该介于量筒高度的一半到四分之三之间。

在量筒上比液位低大约2.5厘米的地方，画一个标记。
在量筒上距离底部大约2.5厘米的地方，画第二个标记。
测量两个标记之间的距离。把尺的零点对准底部标记，记录它到顶部标记的距离。

把球丢到液体里，当球的底部到达量筒的顶部标记时，用秒表开始计时。当球到达你在量筒底部画的标记时，停止计时。

使用这种方法时，粘度较小的液体测量起来会比较困难，因为启停秒表的时间难以准确把握。
重复这一步骤至少三次，计算三次的平均值。测量的次数越多，结果越准确。计算平均值时，把各次测量的结果相加，然后除以试验次数。
当球足够小，球体运动真的受到周围液体流动的粘滞，并且没有受到湍流的影响时，这种方法测得的结果最为准确。球还必须比容器小很多，这样落下时，球和侧壁之间的距离至少等于10倍的球体半径。

速度测量的是一定时间段内，物体运动的距离。速度公式是v=d/t，其中v是速度，d是运动的距离，而t是时间。