液体表面张力的测定摘要表面张力是影响多相体系的相间传热和反应的关键诱因之一,是数学学和数学物理中重要的研究对象是重要的液体化学性质。在实际生产中,液体的表面张力对于泡沫分离、蒸馏、萃取、乳化、吸附、润湿等过程存在重要影响。常见的液体表面张力的测定方式包括毛细管上升法、盘法、悬滴法、滴容积法、最大气泡压力法,拉脱法等,这种不同原理的测定液体表面张力的方式各有优劣点,本文将注重以最大气泡压力法和拉脱法构建模型测定液体的表面张力。表面张力的检测方式可以分为静态法和动态法,最大气泡压力法和拉脱法都是动态测定表面张力的方式,拉脱法模型是数学学中常用的一种简便方式,操作简单易行但偏差较大,最大气泡压力法模型所检测涉及的也是对象的静止表面,其本质仍属于平衡技巧,不过在临界点时发生的表面扩张是动态的,相对而言,最大气泡压力法模型更能确切的反映液体的表面张力。在拉脱法模型中大学物理实验论文液体表面张力系数的测定,我们须要解决的问题相对简单,在实验中,因为U形丝除了本身体较小重量轻,并且在拉脱过程中U形丝的重力和压强总是方向相反,大小相等而相互抵消,于是,在平缓的拉脱U形丝正好是水膜断裂的顿时,焦利氏秤所受的拉力可以简略的觉得是液体表面张力的2倍,而表面张力力和该液体的表面张力系数以及U形丝的厚度成反比,整个实验中须要的数据是有一个力,但力并不能直接测出,须要先用已知重量的砝码标定焦利氏秤的的K值,之后再进行检测,将力转化为宽度。
这个模型的特征是数据简单,操作简便,很易得到结果。在16.0下通过该模型得到的乙酸液体的表面张力为在最大气泡压力法模型中,因为液面的附加压力和表面张力成反比,与气泡的曲率直径成正比,我们须要解决的问题是怎样检测气泡的曲率直径和液面的附加压力,我们假定毛细管的末端与液面完全相平,可以觉得气泡的曲率直径和毛细管的半径相等,而附加压力则可以由压力计直接测得。通过标定已知表面张力的分馏水,我们可以得到仪器常数K,由24.5水的表面张力关键字:表面张力测定最大气泡压力法目录第一部份问题叙说„„„„„„„„„„„„„第二部份问题剖析„„„„„„„„„„„„„„„„第三部份模型的假定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(4)第四部份定义与符号说明„„„„„„„„„„„„第五部份模型的构建与求解„„„„„„„„„„„„„第六部份对模型的评价„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„()第七部份参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„()问题叙说表面张力是影响多相体系的相间传热和反应的关键诱因之一,是数学学和数学物理中重要的研究对象是重要的液体化学性质。在实际生产中,液体的表面张力对于泡沫分离、蒸馏、萃取、乳化、吸附、润湿等过程存在重要影响。
两个不同的模型都是要对液体的表面张力进行检测,在拉脱法中,我们面对的问题是怎样确切的量出拉托顿时的斥力大小,以及怎样量化这个斥力。而在最大气泡压力法中,我们须要解决的问题是怎样得到附加压力和曲率直径。对于用拉脱法测定液体的表面张力时,我们假想在液体的表面平行于液体表面存在一条线段,因为液体分子间的互相作用,使液体表面层产生了一张紧膜。在这条假想的线段垂直于该线段平行于液面上,存在着两个方向相反,大小相等的斥力。这两个力时该将向线段保持受力平衡。如f’的大小只与液体的本身性质有关,这么在同一种液体表面的不同宽度的假想线段的一侧的f’应该相同,然而这与事实显著不符,所以表面张力应当用一个只与液体本身性质有关的量来表示,也就是表面张力系数,即为单位宽度上的表面张力,单位是牛每米。当我们把这条假想的线段垂直提起时,向下的拉力和f’的合力相等,在拉脱的顿时,表面张力F=2f。拉脱法的总体思路即:先用已知质量的物体标定焦利氏秤,记录弹簧的伸长量,通过胡克定律求出该焦利氏秤的弹性系数,再平缓的将从液体表面垂直拉出,记录拉脱时的弹簧伸长量,进而得到F,再求出形丝取代那条假想的线段,之后就可求出单位宽度上的表面张力大小,即某种特定液体在某一湿度下的表面张力系数。
用,溶入液面的毛细管中会有一段低于外液面的液柱,当外界气压小于试管内气压时,插入液体深度为的毛细管末端产生气泡大学物理实验论文液体表面张力系数的测定,如右图所示,因为凹液面存在,因此所产生的气泡内外压力不等,即形成所谓的曲液面附加压力。此附加压力与表面张力成反比,与气泡的曲率成正比为附加压力;σ为表面张力;R为气泡的曲率直径。假如毛细管直径很小,则产生的气泡基本上是球状的。当气泡开始产生时,表面几乎是平的,这时曲率直径最大;随着气泡的产生,曲率直径逐步变小,直至产生半球状,这时曲率直径R和毛细管直径r相等,曲率直径达最小值,依照上式这时附加压力达最大值。所以,最大气泡压力法的总体思路是:尽可能的使毛细管末端与也手相平的条件下,测出附加浮力,因而得到表面张力系数。模型假定1.液体的表面张力系数在这两个实验期间,不受气温变化的影响,其含量(含量)也不改变。2.外界大气压在实验期间对结果没有影响。3.当用拉脱法测表面张力系数时,拉脱顿时的拉力与2倍的表面张力完全在一条垂直于水平线的直线上。4.拉脱时拉起的速率无限接近于0。5.最大气泡压力法测定表面张力系数时,毛细管的末端正好与液手相平。定义与符号说明表面张力系数α形丝厚度l(m)弹簧位置x(cm)碱液含量压力差p(kPa)曲率直径R(mm)模型的构建与求解第一部份:拉脱法测表面张力系数的模型1.该模型的通常物理表达式为为表面张力系数,k为焦利氏秤的弹性系数,为从开始拉到拉脱过程中弹簧的伸长宽度。
l形丝宽度。参考文献:《大学化学实验教程》中南学院出版社拉脱法测表面张力系数的模型的构建和求解液体的表面张力测定可以用该模型求解:剖析如下各力平衡的条件为:F=mg+f是所施外力,mg为薄片和它所附的液体的总重力,f为表面张实验中用如图二所示的“”形金属丝框取代金属薄片,因为表图一图二式中,比列系数α称为表面张力系数,其值等于作用在液体表面单位宽度的力,将(4-20)代入(4-19)式中,可得:”形框的宽度,d为金属丝得半径。因为ld,所以上式可简化为:当在弹簧上端的砝码盘内加入砝码时,弹簧受力而伸长。由胡克定律知,在弹性限度内对弹簧所施外力,就可算出作用于弹簧上的外力。带起产生液体膜,当所施加外力小于f时,被带起的液膜断裂,“”形框脱出液面。再液体膜断裂的顿时弹簧所受为F=mg+f(略去水膜自重)。此时弹簧所受的表面张力为f=F-mg。这一很小的斥力使弹簧发生形变本次实验的数据记录测弹簧的执拗系数k的数据表格砝码质量10-3kg)增重读数(10-2(10-2L(10-20.06.816.836.825.850.58.788.788.781.010.7310.7310.735.7851.512.6612.6612.662.014.6014.6214.615.8052.516.5416.5616.555.81g=9.794m/s测“”形框宽度l的数据表格次数10-24.4804.4824.4784.4844.4884.4864.483检测液体的表面张力系数α的数据表格次数(10-2(10-26.969.852..896.979.642.676.969.672.716.979.682.712.75表面张力系数该模型的通常物理表达式为其中k值可依据实验,通过测定一已知表面张力的物质来确定。
参考文献:《物理物理实验研究方式》中南学院出版社主编液体的表面张力测定可以用该模型求解:剖析如下附加压力与表面张力成反比,与气泡的曲率直径成正比,其关系式为:为附加压力;σ为表面张力;R为气泡的曲率直径。本实验采用压气鼓泡法鼓泡,在滴液漏斗中放入适量的水,通过对滴液漏斗旋塞的调节控制水流出滴液漏斗的速度来实现鼓泡。