CN104034634A

CN104034634A - 液体表面张力测定方法

Info

Publication number: CN104034634A
Application number: CN201410259790.5A
Authority: CN
Inventors: 何思达
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明公开了一种液体表面张力测定方法，包括：测量力敏传感器的灵敏度K；测量试验用金属圆环吊片的外径D1和内径D2；测量并计算金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U；计算脱离力F，F=△U/K；以及计算待测液体的表面张力系数α，α=F/π/(D1十D2)。本发明提供的液体表面张力测定方法，可以用于测量不同液体的液体表面张力系数，用于中学物理教学中，使学生能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解。

Description

液体表面张力测定方法

技术领域

本发明涉及一种教学方法，具体涉及一种液体表面张力测定方法。

背景技术

表面张力是液体的重要特性，类似于固体内部的拉伸应力。表面张力存在于液体极薄的表面层，由液体表层分子作用产生。液体表面层的分子有从液面挤入液内的趋势，从而使液体有尽量缩小其表面的趋势，整个液面如同一张拉紧了的弹性薄膜，我们把这种沿着液体表面，使液面收缩的力称为表面张力。

液体的许多现象与表面张力有关例如毛细现象、润湿现象、泡沫的形成等，工业生产中的浮选技术、动植物体内液体的运动、土壌中水的运动等也都与液体的表面现象有关，此外，在船舶制造、水利学、化学化工、凝聚态物理中都有它的应用。因此，研究液体的表面张力，可为工农业生产、生活及科学研究中有关液体分子的分布和表面的结构提供有用的线索。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体表面张力测定方法，用于中学物理教学中，使学生能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解。

本发明的一个实施例提供了一种液体表面张力测定方法，包括：测量力敏传感器的灵敏度K；测量试验用金属圆环吊片的外径D1和内径D2；测量并计算金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U；计算脱离力F，F=△U/K；以及计算待测液体的表面张力系数α，α=F/π/(D1+D2 )。

本发明提供的液体表面张力测定方法，可以用于测量不同液体的液体表面张力系数，用于中学物理教学中，使学生能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解。

附图说明

图1所示为本发明的液体表面张力测定方法的一个实施例的流程图；

图2所示为本发明的测量并计算所述金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U步骤的一个实施例的流程图；

图3所示为本发明的测量力敏传感器的灵敏度K的步骤的一个实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，图1所示为本发明的液体表面张力测定方法的一个实施例100的流程图。实施例100包括如下步骤101至105。

在步骤101中，测量力敏传感器的灵敏度K。

在本发明的一个实施例中，步骤101可以进一步包括如下步骤301至304。

参考图3，图3所示为本发明的测量力敏传感器的灵敏度K的步骤的一个实施例的流程图。

在步骤301中，打开所述力敏传感器的电源开关，将仪器预热。

在步骤302中，在力敏传感器梁端头小钩中，挂上砝码盘，调节电子组合仪上的补偿电压旋钮，使数字电压表显示为零。

在步骤303中，在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g等质量的砝码，记录相应这些砝码力作用下，数字电压表的读数值。

在步骤304中，用最小二乘法作直线拟合，求出力敏传感器灵敏度K。

在步骤102中，测量试验用金属圆环吊片的外径D1和内径D2。

在本发明的一个实施例中，可以用游标卡尺测量试验用金属圆环吊片的外径D1和内径D2。

在步骤103中，测量并计算所述金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U。

在本发明的一个实施例中，步骤103可以进一步包括如下步骤201至204。

参考图2，图2所示为本发明的测量并计算所述金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U步骤的一个实施例的流程图。

在步骤201中，将所述金属环吊片下沿与待测液体表面接触，并保证吊片下沿与所述待测液面平行。

在本发明的一个实施例中，将金属环状吊片挂在传感器的小钩上，调节升降台，将液体升至靠近环片的下沿，观察环状吊片下沿与待测液面是否平行，如果不平行，将金属环状片取下后，调节吊片上的细丝，使吊片与待测液面平行。

在步骤202中，将所述金属圆环吊片的下沿部分全部浸没于所述待测液体。

在本发明的一个实施例中，调节容器下的升降台，使其渐渐上升，将环片的下沿部分全部浸没于待测液体。

在步骤203中，将所述金属圆环吊片拉出所述待测液体，所述金属圆环吊片和所述待测液体液面间形成一环形液膜，继续拉出所述金属圆环吊片，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。

在本发明的一个实施例中，反向调节升降台，使液面逐渐下降，这时，金属环片和液面间形成一环形液膜，继续下降液面，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2。

在步骤204中，计算力敏传感器输出电压△U，△U =U1-U2。

环的表面状况与测量结果有很大的关系，因此，在本发明的一个实施例中，步骤103之前可以增加清洁金属环吊片步骤。

在本发明的一个实施例中，清洁金属环吊片步骤可以进一步包括：将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20－30秒；以及用清水洗净所述金属环状吊片。

在步骤104中，计算脱离力F，F=△U/K。

在步骤105中，计算待测液体的表面张力系数α，α=F/π/(D1+D2 )。

虽然以上述较佳的实施例对本发明做出了详细的描述，但并非用上述实施例限定本发明。本领域的技术人员应当意识到在不脱离本发明技术方案所给出的技术特征和范围的情况下，对技术特征所作的增加、以本领域一些同样内容的替换，均应属本发明的保护范围。

Claims

1.一种液体表面张力测定方法，其特征是，包括：

测量力敏传感器的灵敏度K；

测量试验用金属圆环吊片的外径D1和内径D2；

测量并计算所述金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U；

计算脱离力F，F=△U/K；以及

计算所述待测液体的表面张力系数α，α=F/π/(D1十D2 )。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该方法还包括：清洁所述金属环吊片步骤；所述清洁所述金属环吊片步骤位于所述测量并计算所述金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U步骤之前。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述测量并计算所述金属圆环吊片脱离待测液体的表面时力敏传感器的输出电压△U步骤进一步包括：

将所述金属环吊片下沿与待测液体表面接触，并保证吊片下沿与所述待测液面平行；

将所述金属圆环吊片的下沿部分全部浸没于所述待测液体；

将所述金属圆环吊片拉出所述待测液体，所述金属圆环吊片和所述待测液体液面间形成一环形液膜，继续拉出所述金属圆环吊片，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和液膜拉断后一瞬间数字电压表读数值U2；以及

计算所述力敏传感器输出电压△U，△U =U1-U2。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述清洁所述金属环吊片的步骤进一步包括：

将所述金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡20－30秒；以及

用清水洗净所述金属环状吊片。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述测量力敏传感器的灵敏度K的步骤进一步包括：

打开所述力敏传感器的电源开关，将仪器预热；

在所述力敏传感器梁端头小钩中，挂上砝码盘，调节电子组合仪上的补偿电压旋钮，使数字电压表显示为零；

在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g等质量的砝码，记录相应这些砝码力作用下，数字电压表的读数值；以及

用最小二乘法作直线拟合，求出力敏传感器灵敏度K。