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《提高液体表面张力系数测量准确度的方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、物理与工程Vol.20No.12010提高液体表面张力系数测量准确度的方法秦颖王茂仁林国强余虹(大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁大连116024)(收稿日期:2009203211)摘要本文给出了提高液体表面张力系数测量准确度的实验方法.通过切削的办法,使得砝码盘的质量小于吊环的质量,保证了电压表的示数都在定标范围之内;通过分析得出为什么在液膜拉断瞬间读取电压值,使得测量更合理,结果更精确.关键词力敏传感器;表面张力系数;液体METHODSTOIMPROVEMEASUREMENTPRECISIONOFSUR
2、FACETENSIONCOEFFICIENTOFLIQUIDSQinYingWangMaorenLinGuoqiangYuHong(SchoolofPhysicsandOptoelectronicTechnology,DalianUniversityofTechnology,Dalian,Liaoning116024)AbstractThispaperintroducesafewmethodstomeasureliquidsurfacetensioncoefficientwithimprovedprecisi
3、on.Themassofthescalepanwasmadesmallerthantheswingingringbycutting,whichguaranteesthevoltmeterdisplayalwaysfittingthesetscale.Analysesshowwhythevoltagevaluereadatthemomentofliquidfilmbreakingisappropriateandaccurate.KeyWordsforcesensor;surfacetensioncoeffici
4、ent;liquid小恰好与外力成正比并以数字的形式显示出[3]1引言来.这大大提高了读数的准确性并且灵敏度高、稳定性好,从而使实验数据更加可靠,更有利于学液体分子之间的内聚力使得液体表面上存在生详细观察表面张力拉脱的整个物理过程.将传着一种应力,即液体的表面张力.它存在于极薄的感技术引入工科物理课堂使得物理实验更具有综液体表面层内,是沿着表面趋于收缩的应力,而液合性和时代特点,扩展了实验的思路,把单纯的一体表面张力系数是表征液体这一性质的常数.单个力学实验变成了一个力、电的综合实验.位长度液膜上的表面张力的
5、大小为液体的表面张力系数,它主要受温度和液体纯度的影响,随温度2实验原理的升高,表面张力系数降低,掺入不同的杂质可以升高或降低液体的表面张力系数,其在工业、农由表面张力系数的定义可得到如下关系[1]业、医学、物理、化学等领域具有重要的应用.α=f/L(1)拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方式中,α为表面张力系数;f为表面张力;L为液膜法,又由于液体表面张力很小,实验的关键是对表的长度.通常在实验中就是通过测量表面张力和面张力的准确测定,传统的测试仪器———扭秤、焦液膜的长度,利用式(1)来获得液体的表面张力
6、系[2][4]利秤的灵敏度和稳定性制约了测量的精度.而数的.实验中通过对力敏传感器进行定标,利用采用硅压阻式力敏传感器进行测量,其优越性在最小二乘法对定标数据拟合,可以给出力敏传感于该仪器能够将微小力的测量转换成电信号,并器的灵敏度k,因而得到输出电压V与传感器受且经过放大电路和信号处理系统后输出电压的大到的拉力F的线性方程V=kF.实验时将铝合金37物理与工程Vol.20No.12010吊环垂直地放入待测液体中,浸润后再将它垂直作用力有4个,即向上的拉力F缓慢地提起,在吊环下面将有液膜跟着提起,由于和液体的
7、浮力f浮、环和液膜所液面收缩而产生沿切线方向的表面张力.在液膜受的向下的重力W以及由于液拉脱液体的瞬间,吊环受到向上的拉力为F1=W体润湿吊环而形成的表面张力+f,其中,W为环和液膜所受向下的重力;f为由f.从金属环浸入液体到环的下于液体润湿吊环而形成的表面张力,此时对应的沿与液面水平相齐的过程,液体电压表读数为V1.在液膜拉脱液体之后,吊环受的浮力逐渐减小,因而向上的拉力为F2=W,此时对应的电压表读数为V2.因而力逐渐增大,故显示出的电压数可以导出液体的表面张力f=F1-F2=值逐渐增大,对应的拉膜过程的
8、图1吊环受力V1-V2剖面图如图2(a)～图2(b)所示.示意图,液膜的长度L=π(D1+D2),其中D1、k再就是环的下沿与液面相平到D2为金属环的内外直径,将其代入式(1)可得电压表读数值达到最大值的过程,其剖面图如图2α=V1-V2(2)(b)～图2(d)所示.这是因为平台下降的过程中kπD1+D2环的下沿逐渐高于液面并且附着一定量的液体,随着平台下降距离的增大,环下面附着的液体的3提高测量准
