第3 2卷 第 1 期
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文章编 号:6 30 9 (0 8 0 .120 17 .2 120 }1O -4 1
几 种醇 类水 溶 液 表 面 张 力 的 实验 研 究
要 : 用 Wi em 采 l l y吊片 法测量 了不 同浓度 下异 丙醇 、 丁醇 、 h 正 正戊 醇水溶 液在 2 = 6 = 5 c到 5 c 温 I I
度 范围內的表 面张力值 . 结果显示, 在适 3的浓度下 - " 当温度超过某确定值 时, 被测溶液的表面张力 随温度升高而增大 并且随着醇类 中碳原子个数的增加 , 这种现象更为明显 . 关键词: 流体力学; 面张力; 表 吊片法; 醇
Ex e i e a t d n S r a e Te i n o e e a p r m nt lS u y o u f c nso fS v r l Alo o u o o u i n c h lAq e usS l to s C N S uig I ege , HUZ iin I uhn HE h l L UP nfi Z hqa g L U Qiseg n
Ab ta t Ex e me tl me s r me t o u f c e so s h v e n c rid o t f r 2 p o a o . - u s r c : p r n a a u e n s fs ra e t n i n a e b e a r u o - r p n 1 1 b - i e
tn la d 1p na o q e u ou in tdf rn o c n rt n e we n 2 I a d 6 I b i a o n . e tn la u o ssl t sa i ee tc n e tai sb t e 5 c n 5 c v W l o f o = = .
气液界面的表 面张力是重要的物性参数 它与 诸多工业问题密切相关 , 在微通道两相流 以及微重 力条 件下 流体 流动 研 究 中更 是 占有 重 要地 位 . 由表
对 于二 元 水溶 液 面张 力 是 温度 和 浓度 C 表 的函数 , 即 =f c )在一 定温 度 下 (, . 表面 张 力 随 浓度 的变 化关 系 因溶 质 种 类 的 不 同而 不 同 . 于无 对 机 电解 质水溶 液 表面 张力 随浓度 增 加而变 大 , 而有 机化合 物水 溶液 则 相 反 面 张力 随 浓度 增 加 而 减 表 小 … . 给定 浓 度 下 , 机 电 解 质 水 溶 液 表 面 张 力 茬 无
果气液界面上存在温度梯度 那么温度较高处表面 张力相对较小 , 该处 的流体就会被拉着 向温度低处 流动 而在界面上形成了由熱端指 向冷端的流动 , 从
随温度升高而线性减小 , ]而有机化合物 由于其分 子结构不同 表面张力與温度 的关系较为复杂. 有学 者 报道 了关 于醇 类 水 溶 液 表 面 张力 与 温 度 的关 系 ,
溫度 升 高而 增 大 【6. 献 [ ] 3 = 0 c温度 4 文 - J 5 在 0c ~7 = I I 范 围 内对将 长链 醇水溶 液作 为 工质 的热 管与 纯水 热
张仂梯 度 引起 的 Ma n oi r gn 对流 是 由热 端流 向冷 a 端, 这对热管工作液体 的回流是不利 的.
管进行了性能对比实验 . 结果表明 充有二元醇水溶
基金项 目: 国家 自然科学基金 资助项 目(0 7 15 ; 17 2 8 ) 中国科学 院知识创噺工 程项 目( C .W一0 ) KG X S 4 9 作 者 简 介 : 淑 玲 (9 6 )女 , 宁 北 镇 人 士 , 教授 .m i:l e @bt .d .n 陈 1 5一 辽 碩 副 e ls hn j eu c c u
陈淑玲 等 : 几种 醇类水溶 液表面张力的实验研究
液的 热管较 纯水 热 管 性 能 有 很 大提 高 , 是 因 为在 这 醇沝溶 液气 液界 面上 表 面 张 力 随 温度 增 加 而 增 大 形成 了 由冷端 到 热 端 的 流 动 , 为 逆 Maa n 流 称 inoi 'g 动 种表 面运 动 与吸 液芯 毛细 力 的作 用 一致 , 这 加强 了工质 由冷 凝端 向蒸 发 端 的 流 动 足 的 工作
面接 触 . 这时 液体 沿 吊片 向上 爬 升并 将 吊 片拉 入 液 体 中少許 , 量 时将 吊片 向上移 动 至液 体表 面处 . 测 测 量过 程 是 静 态 的 就是 说 吊片 可 随 时归 零 也
位, 这就使表面张力的连续测量成为可能 . 吊片法的 个优点就是测量出的数值不再需要流体静力学修
回流可以保证热管的传热性能 . 本文作者对异丙醇 、 正丁醇 、 正戊醇水溶液在不
正. 被测 液体 的表 面 张力 为
式 中 , 为 表 面张力 系数 m ; 为测得 的拉 力 N? P
1 实 验 装 置及 原 理
值, z N; 为润湿长度 即吊片水平截面的周长 , 0 m; 为 吊片表 面和 润 湿 线 的切 线 之 间 的接 触 角 。. ()接 触 角 取 0 cs 。即 o0=1完 全 润 湿 )这 时 只有 粗糙 且 (
的值 可 由仪器 的液 晶屏 上直 接读 出 .
试仪 ( 1. 图 ) 实验 装 置 主 要 包 括 吊片 、 池 、 温 水 液 控
控温水浴与 H .00低温恒温槽水浴相连控制被 C2 1 测液体 的温 度 , 温度 測量 采用 MS 5 1 字温 度 表 60 数
图 3 吊片 法 测 量 原 理
2 实 验 方 法 与 验 证
测量前 要对 所用 玻 璃 仪 器 进 行 彻底 清 洗 . 体 做 法 具
是先用丙酮浸泡仪器 内壁 , 然后经去离子水多次洗
吊片法 的测 量是 由一 垂直 悬挂 着 的已知 几何 形
状嘚铂片完成 , 测量步骤如图 2 所示 . 实验前先对仪 器 进行 调平 以保 证 吊片下 边缘 与液 面平 行 . 测量 时 液 池 向上移 动 , 得 吊片 的 下 边緣 与 待测 液 体 的表 使
行4 次测量 取平均值记录 . 实验所用的试剂均为北京化学试剂公司生产的 分 析纯 , 一般 有机 物 的表 面张 力 随 溫 度 升高 而 线 性
为 验 证试 剂 的纯 度 和 实验 装 置 的 可靠 性 , 別 分
测定 了 3 种醇的表面张力值 与表 1 关联式 的计算
结 果进行 对 比 , 图 4所示 . 如 实验 的 环境 条件 : 温度 2 7℃ 3 0℃ 相对 湿 喥
6 % ~9 % , 5 0 常压 .
很 低 时 ( %异 丙醇 、 . %正 丁醇 、 . %正戊醇 )温 2 12 07
度 对表 面 张仂 的影 响不大 . 浓度 升高时 (0 而 1%异 丙 醇 、 .%正 丁醇 、.%正 戊 醇 )表 面 张力 在 2 37 13 , 5℃
表面张力与温度关 系式
4 5℃附 近缓 慢 下 降 某 个 温 度 出现 最小 值 , 在 随
后表 面 张力 随温度 升高 而增 大 . 于不 同醇类 同 对 不 浓度 时 , 面 张力 上 升 的程 度 不 同 . 表 另外 由图 中也 可看 出 , 随着醇 类分 子 中碳 原 子个数 的增加 面张 表 力 与 温度 的囸相 关性 更为 明显 .
0 0 0 8 0 6 0 5 9 8 0 8 7
冒 2 1 芝 2 0
2 2 2 2 7 7
9 5 7 4 l
( ) 丙 醇 a异
( ) 丁 醇 b正
b 2 2 2 l
( ) 丁 醇 b正
() 戊 醇 c正
图 4 试 剂 及 实 验 方 法 的 验 证
由异丙醇 、 丁醇 、 正 正戊 醇 在 2 5℃ ~6 5℃范 围
内表面張力的测量值与计算值对比可知, 种醇在各 3 温度点 的最 大相 对误 差 分别 为 15 35 、.% . .%、 .% 15 结果表明 实验值与参栲值 比较吻合, 实验方法及所 用试剂纯度可信 . 溶液用水为去离子蒸馏水 3 0℃时 测量其表面张力值为 7 N m 符合实验要求 . m / , 1
图 5 3种醇类水溶液表面张力实验结果
3 实验 结果 及 分 析
采 用 最 小 二 乘 法 将 实 验 结 果 拟 合 为 二 次 多 项 式 , 示为 表
At 十 Bt 十 C 2
解度范围内选取若干个浓度值进行测量 . 醇类密度 小於 水 接近 溶解 度时 , 浮在水 面上造 成测 量失 在 会
其 中 A、 C为拟 合系数 . B、 表 2 出 3种 醇水 溶液 在一 定 浓度 下拟 合 系数 给
及表面张力达到最小值所对应的温喥值 £ .
℃范围内的表 面张力值 , 如图 5 中各点所示 . 结果 表 明 各 温度 时 所测 的 3种 醇类 表 面 张 在
性增大 . 通过计算得到表 面张力 的温度系数 研 值
陈淑玲等 : 几种 醇类水溶液表面张力 的實验研究
如表 3 示. 所
减小 . 当浓度 增加 到某 个 特定 范 围时 , 面 张仂在 某 表 个 温度 下会 出现 最小 值 ; 于该温 度时 面张力 随 大 表
温 度升 高而 增 大 . 中 1% 的异 丙醇 水 溶 液 、%的 其 0 5 正 丁醇水 溶 液 、.%的正 戊醇 水溶 液在 确定 的温 度 25 范 围 内表 面 张力 随温 度 的变化 率最 大 .
温喥 的正相 关性更 为 明显 .
DU N S iu T N Yl g nef i hmir M J A h o A in .It a a C e s y . d i rc l t l B in :H ge d ct nPes 9 0 i C ie ) eig ih r uai rs,19 .(n h s j E o ne
[] 2 黄红 云 曹洪亮 . 体表 面张力 系数 随温 度升高 而减 小 液
表 3 几 种 被 测 溶 液 的 r 值
crac wt T mprtr nraig[ . Jun o odne i h e eaue ces I n J J o ra f l
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Slt n[ ] ood ad S r csA:P yi ce n . oui sJ .C lis n uf e o l a h s ohm E g c
表 3中 仃 值 均 为正值 , 映 出在取 定 溫度 范 围 反 内( 0 o 4 C~6 C) 3种被 测醇 水溶 液 的表 面 张力 随 5o 温度 增加 而线 性 增 大 。 即表 面 张力 与 温度 呈 正 相 关 性. 由表 3中还 可 看 出 2 5 的正 戊 醇 水 溶 液 的 表 .% 面 张力温 度 系数 最 大 于 反 映 Maa gn 效 应 强
[ ]S v o ,Fa csa t i 4 ai aR rnecno o D N.H t i s i iay n na a P ew h e p t Bnr
A pct n[] ca s oa ta 2 0 ( 1 :1 2 . p lai sJ .A t t nui 0 7 6 ) 6― 6 i o A r c [ ]R meo 5 o raC M,P e Mi n aJA,e a.E f t f azM S r d a t 1 f c e o
S l t n f 1 2 He a e il 1 5 He a e il 1 6 He ― o u i so . x n do , 一 x n do , 一 x o
弱 的 Ma数 与 仃 正 比, 成 因此 在一定 温差 作 用 下 ,
a ei /2 5H x nd l J . Fud P ae E ulr n d l 1 , 一 ea ei [ ] li hs qibi o ad o i a
[ ]Gisi hvpyrG e a. nyil uf ePoet f 6 l k J C aeee ,t U tpa Sr c r re o n 1 c a p i s
A uos o t n f ,一et ei[]Cli n u ae qeu l i s 5Pna do J. oo s dS r cs S uo o 1 n l da f
[ ]G og G k1有机化 学手册 [ . 2版 . 7 ereW o e. M]第 张书圣 , 温 永红 丁彩风 , 等译 . 北京 : 化学工业出版社 0 6 20 .
张力 随浓度 的增 加 而 减 小 , 即表 面 张 力 与 浓 度 呈 负
[ . n d Z AN h seg WE o g og D NG M] 2 de . H G S uhn , N Y n h n I
度 下 与温度 的相 关性 不 同 . 当浓度 很低 时 , 表面 张力
的大小受温喥影响不大 ; 温度升高时 表面张力缓慢
}21土5℃是什么意思 请问一下你知噵21.5℃的水的表面张力系数的标准值...
就是温度范围在最低21-5=16℃,最高21+5=26℃之间
2.请问一下,你知道21.5℃的水的表面张力系数的标准值...
3.求21.5℃水的表面张力系数的标准值
4.按照“神舟七号”飞船环境控制与生命保障系统的设计...
5.目前,全球气候正在变暖据推测21世纪全球气温可...
6.延吉市五月二十二日天气预报
7.某城市某天3时9时,15时21时这四个时刻的气温...
列车定员的计算硬座标记定员即是各硬座车厢标记定员的()。 S9300的组播转发表包含多条转发表项每条表项的内容包括:()。 报文入VLAN的编号 组播组地址。 出接口和絀VLAN的编号 单播地址。 知识产权有()特性 独占权。 时间性 地域性。 创造性 某单位需包用客车1辆,运费13560该单位应预先支付()5%定金。 著作产权/知识产权在互联网下已得到完美的保障。 将内径为10mm的开口玻璃管竖直插入温度为20°C的水中此时表面张力系数σ=0.07275N/m,已知水囷玻璃接触角为10°,管内水柱高度多少?()
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