[发明专利]半球壳排液体测量液体表面张力系数的方法

权利要求书

1.半球壳排液体测量液体表面张力系数的方法，其特征是：一个半球壳（1），其球壳外侧半径为R，半球壳（1）的底部厚、上端薄，其重心向半球壳（1）的底部偏移；半球壳（1）的平均密度为半球壳（1）的质量m与半球壳（1）外部所围成的半球体积为2πR³/3相除，平均密度=m/(2πR³/3)，半球壳（1）的平均密度为液体密度的0.5-0.8倍，此处的液体密度指一个标准大气压下维持液态的最大密度；一个溢水槽（3），向溢水槽（3）注入液体，直到溢水槽（3）上端边缘的导流沟（4）有液体溢出到导流沟下端的水杯（5），导流沟（4）的末端向下弯曲，有利于溢水槽（3）溢出的液体流到水杯（5）内，在导流沟（4）的末端停止滴液体时，将水杯（5）的液体转移到储液罐，测量水杯（5）的质量m1，然后将水杯（5）放置在导流沟（4）末端的正下方；测量半球壳的质量m，使半球壳开口（2）朝上、将半球壳（1）缓慢地放入到溢水槽（3）内，缓慢放入的目的要确保液面不会出现波浪和导流沟（4）末端不会出现液体喷射，随着半球壳（1）的缓慢放入溢水槽（3），导流沟（4）的末端有液体流入到水杯，最后放开半球壳（1），等到导流沟（4）末端没有液体滴落时，测量容纳着液体的水杯（5）的质量m2，则液体的表面张力为[m-(m2-m1)]*g，其中g为重力加速度；液体接触半球壳（1）的部分为一个球冠，球冠是一个面，没有体积，球冠所围的部分叫做球缺，球缺的体积V计算公式是V=（π/3)*(3R-h)*h²，式中R是球的半径，h是球缺的高，根据浮力原理，球冠所排液体的质量应该等于半球壳（1）的质量，即ρ*V= m，其中ρ为液体的密度，从而计算出h，由h计算出液面液体接触半球壳（1）所在圆的半径R2=[R²-(R-h)²]^^0.5，则2*π*R2*σ=[ m-(m2-m1)]*g，其中σ为液体的表面张力系数，则σ=[ m-(m2-m1)]*g/(2*π*R2)。