[发明专利]两种液体间界面张力的动态测量方法

说明书

本发明涉及两种液体间界面张力的动态测量方法，采用液体表面张力动态测量装置进行测量，测量了金属吊环从液体一进入液体二的过程中电压U随时间T的变化曲线；在金属吊环由液体一完全进入液体二的过程中，记录在液体二中液体一的液膜被拉断前电压的最大值为U₁，对应的拉力为f₁，拉断后趋于稳定时的电压值为U₂，对应的拉力为f₂，则两种液体间界面张力即为单位长度上当金属吊环从液体一完全进入液体二的过程中拉断液膜的力为(f₁‑f₂)/l,由此可得两种液体间的界面张力：本发明采用液体表面张力动态测量装置进行实验，并对实验结果进行分析计算，开创了测量两种液体间界面张力的途径，且测量方法简单易行，测量结果准确。

技术领域

本发明涉及液体张力测量技术领域，尤其涉及两种液体间界面张力的动态测量方法。

背景技术

在一定的温度、压强等条件下，物质以固、液、气三态存在。各相物质间的接触面统称为界面(约几个分子层厚度)，但通常把气液或气固的界面称为表面。由于界面上的分子与体相内部的分子所处的环境不同，性质也有差异，因此界面层具有一些特殊的物理和化学性质。液-液界面是指两种互不混溶或互相饱和的液体所形成的物理界面,而界面张力是描述液-液界面的主要物理量，其在表面化学、化工生产、材料制备、石油工业及环境保护等方面有着广泛的应用。

目前国内各大高校在物理教学实验教学中均是测量气液间的液体表面张力系数，测量方法大都以拉脱法为主，但在实验过程中存在较多人工测量误差和系统误差，这主要是受到仪器设计结构和实验方法的限制。

申请号为201721340013.9的实用新型专利公开了“一种液体表面张力动态测量装置”，包括恒温杯、力敏传感器和金属吊环，还包括信号转换装置、电脑、排液管、流速调节器和储液槽；其采用封闭式容器盛装液体，通过从容器底部缓慢匀速排出液体的方式实现液体与金属吊环之间的拉脱过程，其平稳性好，对液体表面张力的测量精度高，且实验过程数据可实时直观显示。

发明内容

本发明提供了两种液体间界面张力的动态测量方法，采用液体表面张力动态测量装置进行实验，并对实验结果进行分析计算，开辟了测量两种液体间界面张力的途径，且测量方法简单易行、且测量结果准确。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

两种液体间界面张力的动态测量方法，其特征在于，包括如下步骤:

1)采用液体表面张力动态测量装置进行测量；测量开始前，先接通电源将信号转换装置预热15分钟；在力敏传感器的横梁端头的吊钩上挂上砝码盘进行定标，然后将金属吊环清洁干净，调平后挂在吊钩上；

2)测量时，先向恒温杯中注入比重相对较大的液体一，将金属吊环下降后置于液体一中，然后再注入比重相对较小的液体二；调节流速调节器，从恒温杯底部缓慢匀速地排出液体一，测量金属吊环从液体一进入液体二的过程中电压U随时间T的变化曲线；

3)实验结果分析；

3.1拉伸过程中金属吊环的位置及受力分析；

3.1.1金属吊环全部浸没在液体一中时；

此时金属吊环受到三个力的作用：金属吊环自身的重力G、液体一对金属吊环的浮力F_1Ⅰ以及力敏传感器对金属吊环的拉力F₁，在这三个力的作用下金属吊环在液体一中匀速上升，力平衡方程为：

F₁+F_1Ⅰ＝G 公式1