表面张力及其检测方法_Word文件下载.doc

1、水溶液：如果含有无机盐，表面张力比水大；含有有机物， 表面张力比水小。外因：温度升高表面张力减小；压力和表面张力没有关系。注：液体（0度以上时）表面张力最弱的是酒精。液体表面张力系数的测定：液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、du Noy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法; 动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液- 液界面张力。Wilhelmy 盘法, 最大气泡压力法, 震荡射流法, 毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂, 测试精度不高, 而先前的数据采集与处理手

2、段都不够先进, 致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此, 迄今为止, 实际生产中多采用静力学测定方法。编辑本段1 典型的静力学法编辑本段1.1 毛细管上升法测定原理：将一支毛细管插入液体中, 液体将沿毛细管上升, 升到一定高度后, 毛细管内外液体将达到平衡状态, 液体就不再上升了。此时, 液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。则表面张力 ：=ghr/（2cos） 式中为表面张力, r 为毛细管的半径, h 为毛细管中液面上升的高度, 为测量液体的密度, g 为当地的重力加速度, 为液体与管壁的接触角。编辑本段1.2 Wilhelmy 盘法用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链

3、式天平上, 测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力, 由此得表面张力, 公式为:式中,W 总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力, l 为薄片的宽度, 薄片与液体的接触的周长近似为2l, 为薄片与液体的接触角 编辑本段1.3 悬滴法悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面张力。在一定平面上, 液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace 公式, 描述在任意的一点P 曲面内外压差为：式中R1, R2 为液滴的主曲率半径; z 为以液滴顶点O 为原点, 液滴表面上P 的垂直坐标; P0 为顶点O 处的静压力。定义：S= ds/de 式中de 为悬滴的最大直径, ds

4、 为离顶点距离为de 处悬滴截面的直径 式中b 为液滴顶点O 处的曲率半径。此式最早是由Andreas, Hauser 和Tucker15提出, 若相对应与悬滴的S 值得到的1/H 为已知, 即可求出表（ 界） 面张力。应用Bashforth-Adams 法, 即可算出作为S 的函数的1/H 值。因为可采用定期摄影或测量ds/de 数值随时间的变化, 悬滴法可方便地用于测定表（ 界） 面张力。编辑本段1.4 滴体积法当一滴液体从毛细管滴头滴下时, 液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。Tate首先提出了表示液滴重力（mg） 的简单关系式:mg=2r,实验结果表明, 实际体积比按式（ 7

5、） 式计算的体积小得多。因此Harkins 就引入了校正因子 , 则更精确的表面张力可以表示为:其中m 为液滴的质量, V 为液滴体积, f 为校正因子, 可查表得到16, 23。只要测出数滴液体的体积, 利用（ 13） 式就可计算出该液体的表面张力。编辑本段1.5 .1最大气泡压力法若在密度为的液体中, 插入一个半径为r的毛细管, 深度为t, 经毛细管吹入一极小的气泡, 其半径恰好与毛细管半径相等。此刻, 气泡内压力最大。根据拉普拉斯公式, 气泡最大压力为：编辑本段1.5.2 差分最大气泡压力法差分最大气泡压力法最早是由Sugden 于1921 年提出来的并提出计算公式, 后经过Cuny和W

6、olf 等的不断改进, 原理是:两个同质异径的毛细管插入被测液体中, 气 泡从毛细管中通过后到达液体中, 测量两个毛细管中气泡的最大压力p1 和p2, 表面张力是压差的函数, 计算公式为：编辑本段具体试验举例：液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数测量液体的表面张力系数有多种方法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚用拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在110-3110-2 N之间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器近年来，新发展的硅压阻式

7、力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要，它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示，利于计算机实时测量，为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，在对水进行测量以后，再对不同浓度的酒精溶液进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象，从而对这个概念加深理解。实验目的 1用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数 2学习力敏传感器的定标方法 实验原理 测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即 F=（

8、D1十D2 ） （1） 式中，F为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，为液体的表面张力系数 硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此，即 U=KF （2） 式中，F为外力的大小，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，U为传感器输出电压的大小。实验装置 图14-1为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的

9、玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式（1）测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。图14-1 液体表面张力测定装置 实验内容 一、必做部分 1、 力敏传感器的定标 每个力敏传感器的灵敏度都有所不同，在实验前，应先将其定标，步骤如下：打开仪器地电源开关，将仪器预热。（2）在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。（3）在砝码盘上分别如0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g等质量的砝码，记录相应这些砝码力F作用下，数字电压表的读数值U.（4）用最小二乘法作直线拟合,求出

10、传感器灵敏度K. 2、 环的测量与清洁 （1）用游标卡尺测量金属圆环的外径D1和内径D2 （关于游标卡尺的使用方法请阅实验1） （2）环的表面状况与测量结果有很大的关系，实验前应将金属环状吊片在NaOH溶液中浸泡2030秒，然后用净水洗净。3、液体的表面张力系数 （1）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。（2）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，然后反向调节升降台，使液面逐渐下降，这时，金属环片和液面间形成一环形液膜，

11、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。U=U1-U2 （3）将实验数据代人公式（2）和（1），求出液体的表面张力系数，并与标准值进行比较。二、选做部分 测出其他待测液体，如酒精、乙醚、丙酮等在不同浓泄劲时的表面张力系数 三、实验数据和记录 1、传感器灵敏度的测量 表14-1 砝码/g0.500&1.000&1.500&2.000&2.500&3.000&电压/mV&经最小二乘法拟合得K=_mV/N,拟合的线性相关系数r=_ 2、水的表面张力系数的测量 金属环外径D1=_cm,内径D2=_ cm, 水的温度：

12、=_. 表14-2 编号&U1/mV&U2/mV&U/mV&F/N &/Nm1&1&2&3&4&5&平均值： =_N/m 附：水的表面张力系数的标准值：水温t/&10&15&20&25&30&/N.m-1&0.074 22&0.073 22&0.072 25&0.071 79&0.071 18&扩展阅读： 1 2 人生道什么是回到原点？对世界、对国家、对社会、对企业来说，原点各不同，对于每一个人，高总给我们的答案是和谐快乐。和谐快乐是什么？正如什么是幸福一样，这是个见仁见智的问题，100个人也许会有100种答案，权利？财富？家庭？健康？安居乐业？也许只是温饱，也许还要N种的组合。但我觉得，任何

13、有形之物都不足以去衡量，和谐快乐是一种无形的境界，是人的一种身心感受，这可以是我们的一种追求，但要用一个标准去评判的话，也许是没有标准答案的。但我认为要激发这种感受，却有一个共同点，那就是需求的满足，知足而后乐。这里讲的是人的一种广义的需求，不等于欲望，更不是贪欲，它也远远不止马斯洛需求理论中的五个层次的内容，它是人的一种普遍存在。这种需求不代表自私，因为需求实现可能于己于人都有利，也可能于人有利于己却不利，还可以是忘我的，或者是超越人本身个体的存在，战斗英雄为了革命牺牲了人本身最基本的需求生命，但是却满足了他为了实现革命胜利而奉献的需求。需求存在于人的生理、心理或精神上的各个层面。可以说人从

14、出生到归于自然（对宗教来讲是天堂或地狱），这期间充满了各种各样的无论是本能还是能动性的需求。需求甚至是激发人生进程的一种驱动力。前任惠普CEO孙振耀在他的退休感言中说到，人的一生是由他无数个包含今天吃什么、穿什么、几点起床等等这些选择加起来造就的，当然这里也包含许多个人生转折点那样的重大的选择，那么是什么促成了人的这些大大小小的选择呢？核心就是你有什么样的需求，不排除是别人的需求让自己身不由己。需求可以是一个人本有的，也可以是受环境（社会和自然）影响造成的，还可以被人为引导和创造出来。所以一个人的需求有很多种，其中有一些是一个人毕生的追求所在，这个就可能会造就每个人不同的一生。最近看了一部电影

15、叫做一球成名，乍一看貌似讲励志的，其实主题是在讲光环闪耀背后的生命，友情、爱情和亲情，这些是主人公在经历荒诞、放荡不羁、拼命追求名利和痛失好友之后的领悟。许多电影都是如此，新少林寺中的主人公的顿悟，同样是在经历血雨腥风般的争名夺利，却落得家败人亡后的回归。电影其实是在阐述，他们在经历曲线后再回到原点，找到了自我的所在。但也有许多人为了名、利、权、钱去穷尽一生追逐，到死的那一刻什么都有的时候，却会悔恨终生，说自己失去了很多，没有找到自己的人生。其实大部分人都并未找到自我，尤其是在现在这个复杂而动荡的社会；或者是已找到却已经身不由己，也可能是没有勇气走下去。这些人所追逐的其实就不是自己真正的需求所

16、在，他们对自己需求的认知是偏向的，越不正确的需求，得到越多则会越不开心快乐。也可以说是没有找到自己的人生道。更少有人从一开始就知道自己的道所在，并且可以真正的去践行，而这种人就会实现自己的和谐快乐。如果这种人的道在天下，而且真的是天下所需要的道，他把道布到人间，教人去崇尚真善美，那么他就是圣人。可惜，现代社会已经造就不出圣人。许多的不快乐都是源于不满足，不满足是因为不知道自己到底需要什么，对我们来说，要达到真正的和谐快乐，必须是要找到属于自己的人生道。否则，可能一世迷糊，到头悔恨。那什么是一个人的道呢？道是本原！那什么是本原呢？事务本来的面目和规律！对一个人来讲，就是自己最真实状态下的所需、所

17、爱、所想，而且要加上正确和适合。真实状态，就是认清并且能面对自己；所谓正确就是有道义，不是违法犯罪或异想天开；所谓适合是指在考虑人本身及周围环境的条件下是可以实现的，并且是真的可以让人身心愉悦，知足而乐。其实，要实现这些真的很难，但我们可以有一颗寻道之心。首先就是要认识自我。认识自我并不代表是将眼光和思维局限于自身，它是把自己放到所在的群体、社会、国家甚至是世界、宇宙的一个过程。将我们置身其中，才能更好的认识自己。人有两个面目，一个是五官，一个在心灵，五官决定人的外在形象，心灵决定人的内在形象。与自己的内心对话，你才能看清你心灵的样子。知道了自己，才能知道自己正确的核心需求在哪里，就是你到底是

18、最想要什么？这对不同的人，或者是同一个人在不同阶段都是不一样的。是家庭，事业，权利，名声，爱情，还是金钱，还只是爱好、梦想或者是信仰，也可能仅仅是生存，或者是兼得。但对刚入社会的人来说，至少要有一些偏向。如果是想早点安家，小规模的宜居城市和稳定的工作会是不错的选择，没有高房价、物价、拥堵交通、快节奏生活、高压职场等等带来的压力，但同时你也会失去在大城市里相对更多更好的职场机会，还有这里的人文、视野、品味、更现代的生活方式，还有大城市里的种种精彩都会与你无缘，不过对于安享小城情调的人来说，这些都不是需求所在，因此也就没有诱惑力。对他们来说，家庭和生活可能会是主需求点。反之，对于一心发展事业的年轻

19、人来说，大城市则无论是归宿还是过程都是值得去经历的。另外，不安居一隅，让自己飘也是一种生活方式，虽然躯体没有安定，但心是定的就能满足。从职业定位来讲，我们同样需要知道自己需要什么，而且从进入社会之前就必须思考这个问题，纵然可能会是朦胧的。想要每天十分规律，一下班就按时回家，那就别做销售，别去创业，也别想着要晋升多高的职位；喜欢身处人群中央，那就别从事身居办公室的工作；热爱政治，喜欢角逐权力场，或者只是看中吃皇粮的稳定和福利的优厚，那么别想了，公务员会是不二选择；国企、民企、外企样样都有它的优势所在，关键在于它的优势到底是不是你诉诸的需求。但如果，你真的是一个追梦的人，那就不能瞻前顾后，必须勇敢

20、地踏入寻梦的旅程，纵然不是所有人的梦想都能实现，但最起码你走了这一步，以后再回首不会让你悔恨，否则带着梦想到人生结束那一刻，恐怕人世间最大遗憾莫过如此。去了解你的需求所在，哪怕朦胧都好，朦胧就总会有清晰的一天，否则人的一生将会是浑噩的一生，连朦胧都不会有。知道了想要什么，才能知道自己该如何去做，这就是人生的道。小草的种子长不成大树，除非基因变异，有了金刚钻才能揽瓷器活，这就是规律。要赚钱首先要做的就是让自己长出赚钱的本事，脑袋无智，肚子没货，手上无艺，腿脚不利，投靠无门，却怨天尤人，抱怨老天时代社会和父母，这样是注定穷困的，这辈子就活不出自己了。天下没有免费的午餐，天上掉不下来金子，掉下来也不

21、一定砸着你，这就是规律。要追逐并且实现梦想，就不要畏惧奋斗路上的艰辛，除了要有把握命运的智慧，还要有披荆斩棘的功夫，不懈坚持的精神和承受种种的勇气，这就是规律。舍弃不了爱情，就选择与他（她）一起建设和守候幸福，不要抱怨和后悔因为某一个人说放弃了自己的哪些哪些，而导致自己在悔恨中度过，鱼和熊掌不能兼得，这就是规律。人生道，就是要顺应自己的人生规律，一个人的人生是时间与他自身、还有周围的人群和环境（包括自然和社会）的结合体。因此，在找寻这条规律时，一切都不能仅仅是考虑人的本身，人只是大环境中的沧海一粟，用庄子的话说就是“太仓稊米”。从易经的哲学精神来讲，人的一生有操之在我也有操之在天的，对于操之在

22、我，是可以创造的，即事在人为，对于操之在天的，是人本身没有办法去决定和改变的，这就是天命，比如出身。因此，我们在找寻自己的人生道时，必须也是要考虑除了我们人本身之外的天地、自然、社会和我们身在的组织，还有身边用情联系在一起的人。否则，我们所做的事就可能是逆道而行。每个人都有属于他自己的道，但并非每个人都对自己的道清楚，我们大部分人一生都没有找到自己的人生道所在。但因为有偏离才需要回到原点。这就好比庄子阐述的“无用之用”。人生道是人生规律所在，是我们需要去追寻的，对人生道的偏离同样也是人生的规律所在，也是无法避免的。纵然也会有糊涂之人道自在脚下，但是，如果要到达真正和谐快乐的这个人生状态，要回到人的这个原点，那我们就必须去追寻。虽然这个过程可能会比糊涂的活着更艰辛许多，但也会让你获得糊涂所没有的“大乐”，最起码不让你的人生在结束那一刻留下种种悔恨。