ABOUT RELY-MEASURE
您的当前位置:主页 > 使用说明 >

液体表面张力测量

发布时间:2020-11-01 10:30 作者:新2直营现金网

  吊环法测量液体表面张力摘要:本文介绍了以吊环法为代表的液体表面张力测量方法,详细说明吊环法的 原理和实验步骤,并对该方法的特点和应用范围进行了分析和讨论。 关键词:表面张力;吊环法;测量 Measurement SurfaceTension Employing RingMethod Abstract: paperintroduces one kind liquidsurface tension which called Ringmethod. detaileddescription itsprinciples experimentalprocedure. physicalapplications Ringmethod also furtherdiscussion analysis.Key Words: Surface Tension; Ringmethod; Measurement 1.前言 液体分子间存在着相互吸引力,然而表层分子受力并不均匀,主要表现在液 体内层分子对表层分子的引力大于外部气体分子对其吸引,使得液体具有尽量缩 小表面的趋势。要使液体的表面积增大就必须要反抗液体内部分子的吸引而做 功,从而增加分子的位能,这种位能叫做表面能,其数值上等于液体的表面张力。 液体表面张力的存在解释了液体的许多现象,如泡沫的形成、润湿和毛细现象等。 在工业技术上,浮选技术和液体输送技术等方面都要对液体表面张力进行研究。 另外表面张力的测量在石油、化工、医药、水电及对绝缘油油质的监督等部门有 着广泛的应用 等等。本文主要从测量原理、特点以及操作等角度叙述吊环法测量液体表面张力,分析该种方法的误差并介绍其实际应用。 2.吊环法原理 吊环法是脱离法的一种,其原理如图 所示。将一个用直径2r 的铂丝制成 的内径 2R’的圆环置于液面上,当圆环被向上缓缓提起时,在圆环内外表面会形 成于环表面相互垂直的液膜;内外液膜表面张力的合力竖直向下与拉力平衡,所 以需要测定将环向上拉起时所需的力P 吊环法根据表面张力的基本概念可知,将圆环从液面上分离所需的最大拉力应等于 该环的重量加上表面张力与被分离表面周长的乘积。环的内径为R’,铂丝半径为 Tordan发现上式与实际数据有较大的误差,模拟滴重法做了 做出的一系列曲线。由R 吊环法校正因素对于拉力 的测量,传统方法多用焦利秤实现,但一般稳定性不好、准确度偏低。结合非电量电测技术的发展可以利用电阻应变片来实现表面张力的非电 量电测,提高实验系统的稳定性和准确度并实现自动化测量。很多商品化的表面 张力测量仪都是采用的这种方法,例如英国 Camtel 公司的 CCA-100 型表面张力 测量仪就是利用吊环法并结合计算机实现自动化测量 2.吊环法特点吊环法(Du Nouy) 优点是精确度在1%以内,可以快速测定表面张力,用量少, 计算简单。但是需要假设被测的液体能完全润湿吊环或薄板,吊环或薄板在接触 界面时必须与液面保持平行。因为拉环过程中很难避免液面的振动,这就降低了 准确度;另外环要放在液面上,如果偏差1,将引起误差0.5%,如果偏差2.1, 误差达 1.6%,因此吊环必须保持水平;此外要求接触角为零,即吊环必须完全 被液体所润湿,否则结果偏低;控制温度困难,对易挥发性液体常因部分挥发使 温度较室温略低;所用的吊环或薄板的真正几何尺寸事实上往往需要通过测量已 知表面张力的液体(而且往往选用水)来校正。 3.应用及误差分析 利用吊环法原理制造的表面张力仪是一种用于测量液体表面张力值的专业测 量/测定仪器,可以实现液体表面张力值的精确测量。同时利用软件技术,能测 得随时间变化而变化的表面张力值。图3 是一个根据Du Nouy 吊环法制成的表面 张力仪,用测量液体的表界面张力。 全自动表面张力仪现有的液体表面张力系数测量仪中,一般采用拉脱法测量液体表面张力系 数,目前大都用半导体电阻应变片构成的高灵敏度微张力传感器和测试显示仪表 来取代以往的焦利秤、扭秤、天平等,进行液体表面张力测量。这种仪器结构简 单,操作方便,测量误差小,重复性较好,物理概念表达清晰、直观,比用以往 的焦利秤、扭秤、天平等进行测量虽说有了很大的改进,但仍然存在以下几点不 现有的吊环法液体表面张力测量仪主要误差来源之一是吊环不易调水平,测量时如吊环偏差1,测量结果引入误差为 0.5% ,偏差 2,则误差为1.6% 根细金属丝凭感觉判断吊环下沿是否水平,用此方法调整水平既原始也不科学,而且没有判断依据。所以吊环是否水平 很难判断,调节不好直接影响到测量结果的准确性。 现有仪器吊环的拉脱是通过丝杆螺母传动让盛装液体的玻璃器皿下降完成的, 升降装置中使用的是细牙螺纹,测量时要调节载物台上下移动非常困难,加之原 仪器移动行程短,在测量一些表面张力系数小的液体时往往拉不断液膜;另外在 调节升降螺母时载物台的下降造成玻璃器皿中的液体晃动,一旦晃动就容易导致 液膜突然断裂,使测量精度大大降低。 原有仪器没有加热装置,所以只能测量室温环境下的液体表面张力系数,而实际测量中往往需要测量其他温度下的液体表面张力系数,所以原有装置不能满 足实际测量需要。 4.结论 本文介绍了以吊环法为代表的表面张力测量方法,并对其特点和应用进行了 分析。从文中可以看到,吊环法具有测量速度快、用量少以及计算简单等优点, 但是实际应用中如果调整不当或者温度升高会影响测量的准确性。需要不断研究 总结新的方法和措施提高液体表面张力测量的准确性,在保证准确的前提下,提 高测量的快速、简捷以及经济性。 参考文献: 材料表面与界面.上海:华东理工大学出版社,2008.1 [2]代伟,徐平川,陈太红,曾体贤,兰小刚. 液体表面张力系数实验装置的改进.大学 物理,9(30):38-40 [3]王学军,胡熙恩,鲍卫民. 吊环法表面张力自动测量仪的研究. 仪表技术与传感 器.1997, 11:15-17 表面张力测量方法综述.计量与测试技术,2009,36(4):62-64


新2直营现金网
Copyright © 2018 新2直营现金网 All Rights Reservrd 版权所有 技术支持:捷搜网络
网站部分图片来自互联网,如有侵权,请及时通知,我们会及时更换!