圓形凹槽內(nèi)注入液體測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法
【專利摘要】圓形凹槽內(nèi)注入液體測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法涉及物理參數(shù)的測(cè)量。圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個(gè)圓筒和一個(gè)共用的密封底板組成，在圓形凹槽的密封底板上有一個(gè)小孔。將圓形凹槽放置在一個(gè)臺(tái)面上，圓形凹槽的小孔在臺(tái)面外懸空，在小孔的下方放置一個(gè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，從量杯讀出的液體的體積Q2，測(cè)量外圓筒內(nèi)側(cè)半徑r外和內(nèi)圓筒外側(cè)半徑r內(nèi)，液體表面張力系數(shù)為σ=[ρ*（Q1-Q2）*g]/[2π*(r外+r內(nèi))]。有益效果是：如果測(cè)量質(zhì)量或者體積的精度足夠高，則本裝置的最大誤差就是一個(gè)液滴的質(zhì)量所產(chǎn)生的重力，所以誤差較小；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
【專利說明】圓形凹槽內(nèi)注入液體測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物理參數(shù)的測(cè)量，特別是液體表面張力系數(shù)的測(cè)量。

【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法常見的有:最大氣泡壓法，毛細(xì)管法，拉脫法等，測(cè)量方法要么裝置比較復(fù)雜，比如最大氣泡壓法、拉脫法；要么測(cè)量的精度不高，毛細(xì)管法雖然簡(jiǎn)單，但是液面彎曲，測(cè)量液柱的高度不夠準(zhǔn)確，由于毛細(xì)管外側(cè)的液面也沿著毛細(xì)管外側(cè)的管壁上升，因此，在確定液面的水平位置的坐標(biāo)值比較困難，從而導(dǎo)致確定毛細(xì)管內(nèi)側(cè)的液柱的高度差比較困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種新型的表面張力測(cè)量方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu):圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個(gè)圓筒和一個(gè)共用的密封底板組成，內(nèi)圓筒的外側(cè)、外圓筒的內(nèi)側(cè)和密封底板的上部構(gòu)成圓形凹槽的有效空間，在圓形凹槽的密封底板上有一個(gè)小孔，小孔為通孔。
[0005]測(cè)量方法1:將圓形凹槽放置在一個(gè)臺(tái)面上，臺(tái)面有水平泡，底座有水平調(diào)節(jié)裝置，圓形凹槽的小孔在臺(tái)面外懸空，在小孔的下方放置一個(gè)量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽中，設(shè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，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(cè)量外圓筒內(nèi)側(cè)半徑r外和內(nèi)圓筒外側(cè)半徑，則液體表面張力系數(shù)為σ=[ p *(Q1- Q2)*g]/[2 π *(r外+r內(nèi))]，其中σ為液體表面張力系數(shù)，Ρ為液體的密度，g為重力加速度，π為圓周率。
[0006]測(cè)量方法2:測(cè)量外圓筒內(nèi)側(cè)半徑r#和內(nèi)圓筒外側(cè)半徑r@，然后，將圓形凹槽放置在一個(gè)電子天平的測(cè)量臺(tái)面上，圓形凹槽中心與測(cè)量臺(tái)面中心對(duì)齊，調(diào)節(jié)天平的底座使天平的水平泡指示為水平狀態(tài)，其小孔在測(cè)量臺(tái)面外懸空，記錄圓形凹槽內(nèi)部沒有液體時(shí)的質(zhì)量ml，在小孔的下方放置一個(gè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，記錄圓形凹槽以及圓形凹槽內(nèi)部粘附的液體的總質(zhì)量m2，則液體表面張力系數(shù)為σ =[(m2- ml)*g]/[2 3i*(r^h +rrt)],其中σ為液體表面張力系數(shù)，g為重力加速度，31為圓周率。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:在圓形凹槽內(nèi)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，在液滴的重量大于液滴與下表面接觸的一圈(設(shè)周長(zhǎng)為L(zhǎng))所產(chǎn)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(nèi)部表面張力能夠吸附圓形凹槽內(nèi)部的所有液體的重量時(shí)，液體將停止?jié)B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(shí)小孔下方的狀態(tài)是平整的或者有一個(gè)懸著的液滴，因此，如果測(cè)量質(zhì)量或者體積的精度足夠高，則本裝置的最大誤差就是一個(gè)液滴的質(zhì)量所產(chǎn)生的重力，所以誤差較??；表面張力吸附液體的質(zhì)量可以通過液體的密度(查溫度與密度對(duì)應(yīng)關(guān)系表)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(cè)量得到其質(zhì)量的增量得到；測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)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(nèi)側(cè)半徑，r@、內(nèi)圓筒外側(cè)半徑。

【具體實(shí)施方式】
[0010]圓形凹槽1由具有相同中心軸線的兩個(gè)圓筒和一個(gè)共用的密封底板組成，內(nèi)圓筒的外側(cè)、外圓筒的內(nèi)側(cè)和密封底板的上部構(gòu)成圓形凹槽1的空間，在圓形凹槽1的密封底板上有一個(gè)小孔2，小孔2為通孔；將圓形凹槽1放置在一個(gè)臺(tái)面上(臺(tái)面有水平泡，底座有水平調(diào)節(jié)裝置)，其小孔2在臺(tái)面外懸空，在小孔2的下方放置一個(gè)量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽1中，設(shè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，從量杯讀出從小孔2滴落在量杯中的液體的體積Q2，測(cè)量外圓筒內(nèi)側(cè)半徑1>和內(nèi)圓筒外側(cè)半徑!■#，半徑的數(shù)值也能夠通過測(cè)量直徑來得到，則液體表面張力系數(shù)為σ=[ p* (Ql- Q2)*g]/[2 31 *(r外+r內(nèi))],其中σ為液體表面張力系數(shù)，Ρ為液體的密度(可以根據(jù)環(huán)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?qū)A形凹槽1放置在一個(gè)電子天平的測(cè)量臺(tái)面上(圓形凹槽1中心與測(cè)量臺(tái)面中心對(duì)齊)，調(diào)節(jié)天平的底座使天平的水平泡指示為水平狀態(tài)，天平一般都有水平泡、其底座有水平調(diào)節(jié)腳，圓形凹槽1的小孔2在測(cè)量臺(tái)面外懸空(一個(gè)直徑1>卜大于測(cè)量臺(tái)面的半徑R，比如r#=2R就可能實(shí)現(xiàn))，記錄圓形凹槽1的質(zhì)量ml，在小孔2的下方放置一個(gè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，記錄圓形凹槽1以及圓形凹槽1內(nèi)部粘附的液體的總質(zhì)量m2，則液體表面張力系數(shù)為σ=[ (m2- ml) *g] / [2 π * (r#+r ? )]，其中σ為液體表面張力系數(shù)，g為重力加速度，π為圓周率。
【權(quán)利要求】
1.圓形凹槽內(nèi)注入液體測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法，其特征是:圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個(gè)圓筒和一個(gè)共用的密封底板組成，內(nèi)圓筒的外側(cè)、外圓筒的內(nèi)側(cè)和密封底板的上部構(gòu)成圓形凹槽的有效空間，在圓形凹槽的密封底板上有一個(gè)小孔，小孔為通孔；將圓形凹槽放置在一個(gè)臺(tái)面上，臺(tái)面有水平泡，底座有水平調(diào)節(jié)裝置使臺(tái)面水平，圓形凹槽的小孔在臺(tái)面外懸空，在小孔的下方放置一個(gè)量杯，取一定量的液體倒入圓形凹槽中，設(shè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，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(cè)量外圓筒內(nèi)側(cè)半徑1>卜和內(nèi)圓筒外側(cè)半徑r內(nèi)，則液體表面張力系數(shù)為。=[p* (Ql- Q2) *g] / [2 π * (r ^h+r ?)],其中σ為液體表面張力系數(shù)，P為液體的密度，g為重力加速度，π為圓周率。
2.一種簡(jiǎn)化的圓形凹槽內(nèi)注入液體測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法，其特征是:圓形凹槽由具有相同中心軸線的兩個(gè)圓筒和一個(gè)共用的密封底板組成，內(nèi)圓筒的外側(cè)、外圓筒的內(nèi)側(cè)和密封底板的上部構(gòu)成圓形凹槽的有效空間，在圓形凹槽的密封底板上有一個(gè)小孔，小孔為通孔；測(cè)量外圓筒內(nèi)側(cè)半徑和內(nèi)圓筒外側(cè)半徑;將圓形凹槽放置在一個(gè)電子天平的測(cè)量臺(tái)面上，圓形凹槽中心與測(cè)量臺(tái)面中心對(duì)齊，調(diào)節(jié)電子天平的底座使天平的水平泡指示為水平狀態(tài)，其小孔在測(cè)量臺(tái)面外懸空，記錄圓形凹槽內(nèi)部沒有液體時(shí)的質(zhì)量ml，在小孔的下方放置一個(gè)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?jīng)]有液體滴落時(shí)，記錄圓形凹槽以及圓形凹槽內(nèi)部粘附的液體的總質(zhì)量m2，則液體表面張力系數(shù)為σ=[ (m2- ml)*g]/[2 π *(r,+r內(nèi))]，其中σ為液體表面張力系數(shù)，g為重力加速度，為圓周率。
【文檔編號(hào)】G01N13/02GK104458507SQ201410705744
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】李娟 , 胡再國(guó), 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, 程艷, 劉石丹, 于白茹, 李偉, 梁小沖, 李紫源, 田野中 申請(qǐng)人:四川大學(xué)