圓形凹槽內注入液體測量液體表面張力係數的方法
2023-08-04 01:06:06
圓形凹槽內注入液體測量液體表面張力係數的方法
【專利摘要】圓形凹槽內注入液體測量液體表面張力係數的方法涉及物理參數的測量。圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個圓筒和一個共用的密封底板組成，在圓形凹槽的密封底板上有一個小孔。將圓形凹槽放置在一個檯面上，圓形凹槽的小孔在臺面外懸空，在小孔的下方放置一個量杯，取體積為Q1的液體倒入圓形凹槽中，靜置等到小孔下方沒有液體滴落時，從量杯讀出的液體的體積Q2，測量外圓筒內側半徑r外和內圓筒外側半徑r內，液體表面張力係數為σ=[ρ*（Q1-Q2）*g]/[2π*(r外+r內)]。有益效果是：如果測量質量或者體積的精度足夠高，則本裝置的最大誤差就是一個液滴的質量所產生的重力，所以誤差較小；結構簡單，成本低廉。
【專利說明】圓形凹槽內注入液體測量液體表面張力係數的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及物理參數的測量，特別是液體表面張力係數的測量。
【背景技術】
[0002]測量液體表面張力係數的方法常見的有:最大氣泡壓法，毛細管法，拉脫法等，測量方法要麼裝置比較複雜，比如最大氣泡壓法、拉脫法；要麼測量的精度不高，毛細管法雖然簡單，但是液面彎曲，測量液柱的高度不夠準確，由於毛細管外側的液面也沿著毛細管外側的管壁上升，因此，在確定液面的水平位置的坐標值比較困難，從而導致確定毛細管內側的液柱的高度差比較困難。
【發明內容】
[0003]本發明提出一種新型的表面張力測量方法。
[0004]本發明的技術方案是:
測量裝置的結構:圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個圓筒和一個共用的密封底板組成，內圓筒的外側、外圓筒的內側和密封底板的上部構成圓形凹槽的有效空間，在圓形凹槽的密封底板上有一個小孔，小孔為通孔。
[0005]測量方法1:將圓形凹槽放置在一個檯面上，臺面有水平泡，底座有水平調節裝置，圓形凹槽的小孔在臺面外懸空，在小孔的下方放置一個量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽中，設液體的體積為Q1，該液體的量要保證小孔下方有液體滴落，靜置等到小孔下方沒有液體滴落時，從小孔下方的量杯讀出從小孔滴落在量杯中的液體的體積Q2，測量外圓筒內側半徑r外和內圓筒外側半徑，則液體表面張力係數為σ=[ p *(Q1- Q2)*g]/[2 π *(r外+r內)]，其中σ為液體表面張力係數，Ρ為液體的密度，g為重力加速度，π為圓周率。
[0006]測量方法2:測量外圓筒內側半徑r#和內圓筒外側半徑r@，然後，將圓形凹槽放置在一個電子天平的測量檯面上，圓形凹槽中心與測量臺面中心對齊，調節天平的底座使天平的水平泡指示為水平狀態，其小孔在測量臺面外懸空，記錄圓形凹槽內部沒有液體時的質量ml，在小孔的下方放置一個量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽中，該液體的量要保證小孔下方有液體滴落，靜置等到小孔下方沒有液體滴落時，記錄圓形凹槽以及圓形凹槽內部粘附的液體的總質量m2，則液體表面張力係數為σ =[(m2- ml)*g]/[2 3i*(r^h +rrt)],其中σ為液體表面張力係數，g為重力加速度，31為圓周率。
[0007]本發明的有益效果是:在圓形凹槽內部表面張力吸附液體，超出表面張力吸附能力的液體部分，從底部小孔滲出，向小孔下方形成液滴，隨著液體的逐漸滲出，在液滴的重量大於液滴與下表面接觸的一圈(設周長為L)所產生的表面張力(σ *L)，液滴將滴落在小孔下方的量杯中；在圓形凹槽內部表面張力能夠吸附圓形凹槽內部的所有液體的重量時，液體將停止滲出，不再有液體滴落在小孔下方的量杯或者其它容器中，此時小孔下方的狀態是平整的或者有一個懸著的液滴，因此，如果測量質量或者體積的精度足夠高，則本裝置的最大誤差就是一個液滴的質量所產生的重力，所以誤差較小；表面張力吸附液體的質量可以通過液體的密度(查溫度與密度對應關係表)與體積(從量筒體積的變化獲得)相乘得至IJ，也可以通過天平直接測量得到其質量的增量得到；測量裝置結構簡單，測量成本低廉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是圓形凹槽示意圖，圖2是圓形凹槽縱剖示意圖。
[0009]其中，1、圓形凹槽,2、小孔，r外、外圓筒內側半徑，r@、內圓筒外側半徑。
【具體實施方式】
[0010]圓形凹槽1由具有相同中心軸線的兩個圓筒和一個共用的密封底板組成，內圓筒的外側、外圓筒的內側和密封底板的上部構成圓形凹槽1的空間，在圓形凹槽1的密封底板上有一個小孔2，小孔2為通孔；將圓形凹槽1放置在一個檯面上(臺面有水平泡，底座有水平調節裝置)，其小孔2在臺面外懸空，在小孔2的下方放置一個量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽1中，設液體的體積為Q1，該液體的量要保證小孔2的下方有液體滴落，靜置等到小孔2下方沒有液體滴落時，從量杯讀出從小孔2滴落在量杯中的液體的體積Q2，測量外圓筒內側半徑1>和內圓筒外側半徑!■#，半徑的數值也能夠通過測量直徑來得到，則液體表面張力係數為σ=[ p* (Ql- Q2)*g]/[2 31 *(r外+r內)],其中σ為液體表面張力係數，Ρ為液體的密度(可以根據環境溫度查閱該液體的密度表得到)，g為重力加速度，η為圓周率。
[0011]也能夠將圓形凹槽1放置在一個電子天平的測量檯面上(圓形凹槽1中心與測量臺面中心對齊)，調節天平的底座使天平的水平泡指示為水平狀態，天平一般都有水平泡、其底座有水平調節腳，圓形凹槽1的小孔2在測量臺面外懸空(一個直徑1>卜大於測量臺面的半徑R，比如r#=2R就可能實現)，記錄圓形凹槽1的質量ml，在小孔2的下方放置一個量杯或者其它容器，取一定量的液體倒入圓形凹槽1中，該液體的量要保證小孔2的下方有液體滴落，靜置等到小孔2下方沒有液體滴落時，記錄圓形凹槽1以及圓形凹槽1內部粘附的液體的總質量m2，則液體表面張力係數為σ=[ (m2- ml) *g] / [2 π * (r#+r ? )]，其中σ為液體表面張力係數，g為重力加速度，π為圓周率。
【權利要求】
1.圓形凹槽內注入液體測量液體表面張力係數的方法，其特徵是:圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個圓筒和一個共用的密封底板組成，內圓筒的外側、外圓筒的內側和密封底板的上部構成圓形凹槽的有效空間，在圓形凹槽的密封底板上有一個小孔，小孔為通孔；將圓形凹槽放置在一個檯面上，臺面有水平泡，底座有水平調節裝置使臺面水平，圓形凹槽的小孔在臺面外懸空，在小孔的下方放置一個量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽中，設液體的體積為Q1，該液體的量要保證小孔下方有液體滴落，靜置等到小孔下方沒有液體滴落時，從小孔下方的量杯讀出從小孔滴落在量杯中的液體的體積Q2，測量外圓筒內側半徑1>卜和內圓筒外側半徑r內，則液體表面張力係數為。=[p* (Ql- Q2) *g] / [2 π * (r ^h+r ?)],其中σ為液體表面張力係數，P為液體的密度，g為重力加速度，π為圓周率。
2.一種簡化的圓形凹槽內注入液體測量液體表面張力係數的方法，其特徵是:圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個圓筒和一個共用的密封底板組成，內圓筒的外側、外圓筒的內側和密封底板的上部構成圓形凹槽的有效空間，在圓形凹槽的密封底板上有一個小孔，小孔為通孔；測量外圓筒內側半徑和內圓筒外側半徑;將圓形凹槽放置在一個電子天平的測量檯面上，圓形凹槽中心與測量臺面中心對齊，調節電子天平的底座使天平的水平泡指示為水平狀態，其小孔在測量臺面外懸空，記錄圓形凹槽內部沒有液體時的質量ml，在小孔的下方放置一個量杯或者其它容器，取一定量的液體倒入圓形凹槽中，該液體的量要保證小孔下方有液體滴落，靜置等到小孔下方沒有液體滴落時，記錄圓形凹槽以及圓形凹槽內部粘附的液體的總質量m2，則液體表面張力係數為σ=[ (m2- ml)*g]/[2 π *(r,+r內)]，其中σ為液體表面張力係數，g為重力加速度，為圓周率。
【文檔編號】G01N13/02GK104458507SQ201410705744
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】李娟 , 胡再國, 何原, 朱俊, 饒大慶, 雍志華, 羅明蓉, 穆萬軍, 鄒旭敏, 王維果, 梁雅庭, 程豔, 劉石丹, 於白茹, 李偉, 梁小衝, 李紫源, 田野中 申請人:四川大學