固体颗粒半径的测量

《固体颗粒半径的测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、悬浊液中固体颗粒半径的测量摘要我们都知道，悬浊液是一种分散系，其分散系粒子直径在100nm以上，多为很多分子的集合体，如泥浆等。悬浊液不透明、不均一、不稳定，不能透过滤纸，静置后会出现分层（即分散质粒子在重力作用下逐渐沉降下来）。因此，我们可以通过测定分散质粒子在重力作用下沉降的速度来测定粒子的半径。固体颗粒在液体介质中，一方面受重力作用而下沉，另一方面又受到摩擦阻力的作用。这里，我们假设固体颗粒都是半径相同的球状粒子，密度都一样且在溶液中等速下沉，根据力的平衡原理，可以间接算出固体颗粒的半径大小。但实验中无法保证沉降颗粒的大小一样，所以测得的数据实际上是许许多多不同半径的颗粒的混合

2、物，因此得到的沉降曲线在理论上应该是各个粒子单独的沉降曲线的叠加。另外，不同半径的固体颗粒的数量不可能均匀分布在同一个体系中，因此还要分析其分布的规律。而显而易见，固体颗粒的种类、在液体中的数量大小等诸多因素都会使我们得到的分布曲线千差万别，但纵使它再复杂的变化，这一模型的思想对它们也是同样适用的。综上所述，对于测量固体颗粒半径，我的方案是：首先通过实验测得一个分散体系的总沉降数据，根据数据画出相应的G-t曲线，再利用曲线求出在一定的粒子半径范围内的颗粒个数。这一模型的建立有很多不足之处。首先，它忽略了固体颗粒的形状，把它们都假设成是完美的球状粒子，但实际并非如此，每种物质的颗粒形状

3、都是不同的，而且大别很大；其次，固体颗粒的密度也不是均匀的，这会影响我们计算它的重力。因此，这一模型较适用于大小适中、形状普通的固体粒子。关键词：固体颗粒半径、重力、摩擦阻力、速度10目录第一部分问题重述…………………………………………………………(3)第二部分问题分析…………………………………………………………(3)第三部分模型的假设…………………………………………………………(4)第四部分定义与符号说明…………………………………………………(4)第五部分模型的建立与求解………………………………………………(5)第六部分对模型的评价………………………………………………………(9)第

4、七部分参考文献…………………………………………………………(10)10一问题重述怎样测量固体颗粒的大小。二问题分析当固体颗粒足够大时，我们用肉眼及测量工具即可测量固体颗粒的大小，而当固体的颗粒太小时，直接法已不能达到我们的目的，此时，常用间接法来测量。对于固体粉末，我们可以将它们放到不互溶的液体中，当粒子在液体介质中下降时，一方面受重力作用而下沉，另一方面又受到摩擦阻力的作用。这里，我们假设固体颗粒都是半径相同的球状粒子，密度都一样且在溶液中等速下沉，根据力的平衡原理，可以间接算出固体颗粒的半径大小。但实验中无法保证沉降颗粒的大小一样，所以测得的数据实际上是许许多多不同半径的颗粒的混

5、合物，因此得到的沉降曲线在理论上应该是各个粒子单独的沉降曲线的叠加。另外，不同半径的固体颗粒的数量不可能均匀分布在同一个体系中，因此还要分析其分布的规律。通过对概率论相关知识的学习，我们知道，在相当一般的条件下，当独立随机变量的个数增加时，其和的分布趋于正态分布。本次实验中画出的F(r)-r曲线在形态上大致符合正态分布，但是与正态分布的差距还是很大的。因为真实颗粒的大小分布受诸多因素的影响。总体思路即是：首先通过实验测得一个分散体系的总沉降数据，根据数据画出相应的G-t曲线，再利用曲线画出一定范围的固体颗粒半径所含固体颗粒的多少。实验中，选取硫酸铅粉末溶于水，用天平测定不同时间沉降的

6、重量。实验数据如下：T：17.0℃P：101.8kPa表一沉降量G与对应的沉降时间时间/min0.000.501.001.502.002.503.00重量/g0.0000.0870.2160.3360.4270.4770.50410续表一时间/min3.504.004.505.006.007.008.00重量/g0.5220.5330.5430.5500.5610.5680.573续表二时间/min9.0010.0011.0012.0014.0016.0018.00重量/g0.5780.5810.5830.5860.5890.5910.594续表三时间/min20.0025.0030

7、.0035.0040.0045.0050.00重量/g0.5950.5980.6000.6010.6020.6030.604ρ=6.2×103㎏/m3ρ0=1.03×103㎏/m3η=8.94×10-4Pa·Sg=9.8m/s2三模型假设1．假设硫酸铅粒子都是均匀密度的完整球体。2．假设液体的密度均匀。3．假设实验数据真实可靠，误差极小。4．假设粒子在液体介质中等速下沉。四定义与符号说明101．设硫酸铅粒子的半径为r(cm)2.设硫酸铅粒子的密度为ρ（g/