液體表面張力的測定摘要表面張力是影響多相體系的相間傳熱和反應的關鍵誘因之一,是數學學和數學物理中重要的研究對象是重要的液體化學性質。在實際生產中,液體的表面張力對于泡沫分離、蒸餾、萃取、乳化、吸附、潤濕等過程存在重要影響。常見的液體表面張力的測定方式包括毛細管上升法、盤法、懸滴法、滴容積法、最大氣泡壓力法,拉脫法等,這種不同原理的測定液體表面張力的方式各有優劣點,本文將注重以最大氣泡壓力法和拉脫法構建模型測定液體的表面張力。表面張力的檢測方式可以分為靜態法和動態法,最大氣泡壓力法和拉脫法都是動態測定表面張力的方式,拉脫法模型是數學學中常用的一種簡便方式,操作簡單易行但偏差較大,最大氣泡壓力法模型所檢測涉及的也是對象的靜止表面,其本質仍屬于平衡技巧,不過在臨界點時發生的表面擴張是動態的,相對而言,最大氣泡壓力法模型更能確切的反映液體的表面張力。在拉脫法模型中大學物理實驗論文液體表面張力系數的測定,我們須要解決的問題相對簡單,在實驗中,因為U形絲除了本身體較小重量輕,并且在拉脫過程中U形絲的重力和壓強總是方向相反,大小相等而相互抵消,于是,在平緩的拉脫U形絲正好是水膜斷裂的頓時,焦利氏秤所受的拉力可以簡略的覺得是液體表面張力的2倍,而表面張力力和該液體的表面張力系數以及U形絲的厚度成反比,整個實驗中須要的數據是有一個力,但力并不能直接測出,須要先用已知重量的砝碼標定焦利氏秤的的K值,之后再進行檢測,將力轉化為寬度。
這個模型的特征是數據簡單,操作簡便,很易得到結果。在16.0下通過該模型得到的乙酸液體的表面張力為在最大氣泡壓力法模型中,因為液面的附加壓力和表面張力成反比,與氣泡的曲率直徑成正比,我們須要解決的問題是怎樣檢測氣泡的曲率直徑和液面的附加壓力,我們假定毛細管的末端與液面完全相平,可以覺得氣泡的曲率直徑和毛細管的半徑相等,而附加壓力則可以由壓力計直接測得。通過標定已知表面張力的分餾水,我們可以得到儀器常數K,由24.5水的表面張力關鍵字:表面張力測定最大氣泡壓力法目錄第一部份問題敘說?????????????第二部份問題剖析????????????????第三部份模型的假定??????????????????????(4)第四部份定義與符號說明????????????第五部份模型的構建與求解?????????????第六部份對模型的評價?????????????????????()第七部份參考文獻??????????????????????()問題敘說表面張力是影響多相體系的相間傳熱和反應的關鍵誘因之一,是數學學和數學物理中重要的研究對象是重要的液體化學性質。在實際生產中,液體的表面張力對于泡沫分離、蒸餾、萃取、乳化、吸附、潤濕等過程存在重要影響。
兩個不同的模型都是要對液體的表面張力進行檢測,在拉脫法中,我們面對的問題是怎樣確切的量出拉托頓時的斥力大小,以及怎樣量化這個斥力。而在最大氣泡壓力法中,我們須要解決的問題是怎樣得到附加壓力和曲率直徑。對于用拉脫法測定液體的表面張力時,我們假想在液體的表面平行于液體表面存在一條線段,因為液體分子間的互相作用,使液體表面層產生了一張緊膜。在這條假想的線段垂直于該線段平行于液面上,存在著兩個方向相反,大小相等的斥力。這兩個力時該將向線段保持受力平衡。如f’的大小只與液體的本身性質有關,這么在同一種液體表面的不同寬度的假想線段的一側的f’應該相同,然而這與事實顯著不符,所以表面張力應當用一個只與液體本身性質有關的量來表示,也就是表面張力系數,即為單位寬度上的表面張力,單位是牛每米。當我們把這條假想的線段垂直提起時,向下的拉力和f’的合力相等,在拉脫的頓時,表面張力F=2f。拉脫法的總體思路即:先用已知質量的物體標定焦利氏秤,記錄彈簧的伸長量,通過胡克定律求出該焦利氏秤的彈性系數,再平緩的將從液體表面垂直拉出,記錄拉脫時的彈簧伸長量,進而得到F,再求出形絲取代那條假想的線段,之后就可求出單位寬度上的表面張力大小,即某種特定液體在某一濕度下的表面張力系數。
用,溶入液面的毛細管中會有一段低于外液面的液柱,當外界氣壓小于試管內氣壓時,插入液體深度為的毛細管末端產生氣泡大學物理實驗論文液體表面張力系數的測定,如右圖所示,因為凹液面存在,因此所產生的氣泡內外壓力不等,即形成所謂的曲液面附加壓力。此附加壓力與表面張力成反比,與氣泡的曲率成正比為附加壓力;σ為表面張力;R為氣泡的曲率直徑。假如毛細管直徑很小,則產生的氣泡基本上是球狀的。當氣泡開始產生時,表面幾乎是平的,這時曲率直徑最大;隨著氣泡的產生,曲率直徑逐步變小,直至產生半球狀,這時曲率直徑R和毛細管直徑r相等,曲率直徑達最小值,依照上式這時附加壓力達最大值。所以,最大氣泡壓力法的總體思路是:盡可能的使毛細管末端與也手相平的條件下,測出附加浮力,因而得到表面張力系數。模型假定1.液體的表面張力系數在這兩個實驗期間,不受氣溫變化的影響,其含量(含量)也不改變。2.外界大氣壓在實驗期間對結果沒有影響。3.當用拉脫法測表面張力系數時,拉脫頓時的拉力與2倍的表面張力完全在一條垂直于水平線的直線上。4.拉脫時拉起的速率無限接近于0。5.最大氣泡壓力法測定表面張力系數時,毛細管的末端正好與液手相平。定義與符號說明表面張力系數α形絲厚度l(m)彈簧位置x(cm)堿液含量壓力差p(kPa)曲率直徑R(mm)模型的構建與求解第一部份:拉脫法測表面張力系數的模型1.該模型的通常物理表達式為為表面張力系數,k為焦利氏秤的彈性系數,為從開始拉到拉脫過程中彈簧的伸長寬度。
l形絲寬度。參考文獻:《大學化學實驗教程》中南學院出版社拉脫法測表面張力系數的模型的構建和求解液體的表面張力測定可以用該模型求解:剖析如下各力平衡的條件為:F=mg+f是所施外力,mg為薄片和它所附的液體的總重力,f為表面張實驗中用如圖二所示的“”形金屬絲框取代金屬薄片,因為表圖一圖二式中,比列系數α稱為表面張力系數,其值等于作用在液體表面單位寬度的力,將(4-20)代入(4-19)式中,可得:”形框的寬度,d為金屬絲得半徑。因為ld,所以上式可簡化為:當在彈簧上端的砝碼盤內加入砝碼時,彈簧受力而伸長。由胡克定律知,在彈性限度內對彈簧所施外力,就可算出作用于彈簧上的外力。帶起產生液體膜,當所施加外力小于f時,被帶起的液膜斷裂,“”形框脫出液面。再液體膜斷裂的頓時彈簧所受為F=mg+f(略去水膜自重)。此時彈簧所受的表面張力為f=F-mg。這一很小的斥力使彈簧發生形變本次實驗的數據記錄測彈簧的執拗系數k的數據表格砝碼質量10-3kg)增重讀數(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測“”形框寬度l的數據表格次數10-24.4804.4824.4784.4844.4884.4864.483檢測液體的表面張力系數α的數據表格次數(10-2(10-26.969.852..896.979.642.676.969.672.716.979.682.712.75表面張力系數該模型的通常物理表達式為其中k值可依據實驗,通過測定一已知表面張力的物質來確定。
參考文獻:《物理物理實驗研究方式》中南學院出版社主編液體的表面張力測定可以用該模型求解:剖析如下附加壓力與表面張力成反比,與氣泡的曲率直徑成正比,其關系式為:為附加壓力;σ為表面張力;R為氣泡的曲率直徑。本實驗采用壓氣鼓泡法鼓泡,在滴液漏斗中放入適量的水,通過對滴液漏斗旋塞的調節控制水流出滴液漏斗的速度來實現鼓泡。