基于力敏傳感器測(cè)無(wú)機(jī)鹽溶液表面張力系數(shù)與濃度關(guān)系

許巧平

摘??????要：?利用液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀和力敏傳感器測(cè)定了不同濃度的無(wú)機(jī)鹽溶液的表面張力系數(shù)，并用origin做出濃度與表面張力關(guān)系圖，得出在溫度不變的條件下無(wú)機(jī)鹽溶液的表面張力系數(shù)隨濃度的增大而增大，并趨于一定值的結(jié)論。

關(guān)??鍵??詞：力敏傳感器、拉脫法;表面張力系數(shù);濃度

中圖分類號(hào)：TQ?028???????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A???????文章編號(hào)：?1671-0460（2015）06-1203-03

Measuring?the?Relationship?Between?Surface?Tension?Coefficient

and?Inorganic?Salt?Solution?Concentration?With?Force?Sensor

XV?Qiao-ping

（College?of?Physics?and?Electronic?Information，?Yanan?University，?Shaanxi?Yanan?716000，?China）

Abstract：?The?surface?tension?coefficient?of?inorganic?salt?solutions?with?different?concentrations?were?measured?by?the?instrument?for?measuring?the?liquid?surface?tension?coefficient?and?force?sensor，?and?the?relationship?diagram?between?concentration?and?surface?tension?was?drawn?by?Origin.?The?results?show?that?the?surface?tension?coefficient?of?inorganic?salt?solution?increases?with?increasing?of?concentration?under?the?same?temperature，?and?tends?to?a?certain?value.

Key?words：?Instrument;?Tearing-off?method;?Surface?tension?coefficient;?Concentration

液體表面張力系數(shù)是表征液體性質(zhì)的一個(gè)重要物理量，物質(zhì)液體狀態(tài)的許多性質(zhì)都與液體的表面張力相關(guān)，如毛細(xì)現(xiàn)象、浸潤(rùn)現(xiàn)象等。因此，測(cè)量液體表面張力系數(shù)對(duì)于科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用都具有重要意義。液體表面張力系數(shù)的測(cè)定也是理工科學(xué)生要掌握的重要實(shí)驗(yàn)之一。為了加強(qiáng)了解影響不同液體的表面張力系數(shù)的因素，測(cè)量了兩種不同濃度無(wú)機(jī)鹽溶液表面張力系數(shù)。

1??實(shí)驗(yàn)原理

2??實(shí)驗(yàn)裝置

圖1為實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中，液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀包括硅擴(kuò)散電阻非平衡電橋的電源和測(cè)量??電橋失去平衡時(shí)輸出電壓大小的數(shù)字電壓表，其他裝置包括鐵架臺(tái)、微調(diào)升降臺(tái)、裝有力敏傳感器的固定桿、盛液體的玻璃皿和圓形吊環(huán)[2]。

圖1??液體表面張力系數(shù)測(cè)定裝置

Fig.1?Device?for?measuring?the?liquid?surface?tension?coefficient

3??實(shí)驗(yàn)步驟

（1）調(diào)節(jié)儀器底座和傳感器兩端水平;接通組合測(cè)試儀電源，將儀器預(yù)熱15?min。

（2）在玻璃器皿內(nèi)放入被測(cè)液體并安放在升降臺(tái)上。

（3）在傳感器兩端掛上砝碼盤，調(diào)節(jié)電子組合儀上補(bǔ)償電壓旋鈕，使數(shù)字電壓表顯示為零值。

（4）在砝碼盤上依次加至0.500?g等質(zhì)量的砝碼6次，記錄相應(yīng)這些力作用下數(shù)字電壓表的數(shù)值，填入表1中。用最小二乘法作直線擬合，求出傳感器靈敏度K。

（5）用數(shù)顯游標(biāo)卡尺分別測(cè)量金屬環(huán)的內(nèi)徑和外徑，多次測(cè)量取平均值。

（6）用潔凈水將金屬圓環(huán)洗凈并擦干，掛在傳感器的小鉤上。

（7）調(diào)節(jié)升降臺(tái)，將液面上升至靠近環(huán)的下邊沿。觀察環(huán)的下邊沿是否與待測(cè)液面平行，不平行可調(diào)節(jié)吊環(huán)上的鐵絲，使兩者達(dá)到平行。

（8）調(diào)節(jié)升降臺(tái)，使其漸漸上升。將環(huán)的下沿部分全部浸沒(méi)在待測(cè)液體中，然后，反向調(diào)節(jié)升降臺(tái)，使液面逐漸下降。至金屬環(huán)和液面形間形成一環(huán)形液膜，繼續(xù)下降液面，測(cè)出環(huán)形液即將拉斷前一瞬間數(shù)字電壓表讀數(shù)值和液膜拉斷后一瞬間數(shù)字電壓表數(shù)值。

4??數(shù)據(jù)記錄與處理

4.1??硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度的定標(biāo)

根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作圖，以砝碼質(zhì)量乘以延安當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ǎ樽宰兞浚妷褐禐橐蜃兞?。在直角坐?biāo)系中定標(biāo)力敏傳感器的靈敏度，見(jiàn)圖2。

用最小二乘法擬合得

圖2??硅壓阻式力敏傳感器靈敏度的定標(biāo)

Fig.2?Calibration?of?silicon?piezoresistive?pressure?sensor

4.2??吊環(huán)內(nèi)徑和外徑的測(cè)量

4.3??不同濃度的無(wú)機(jī)鹽溶液的表面張力系數(shù)的測(cè)定

（1）待測(cè)液體測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

計(jì)算得

表1??吊環(huán)內(nèi)徑和外徑的測(cè)量數(shù)據(jù)

表2??待測(cè)液體表面張力系數(shù)3%NaNO3

（2）保持溫度14.8?℃不變，?接下來(lái)依次配制了不同濃度待測(cè)液體3%?NaNO3的溶液，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖3所示用最小二乘法擬合得

（3）溫度15.2?℃不變的條件下，不同濃度溶液不同濃度下Na2S2O3.5H2O的表面張力系數(shù)的測(cè)定，結(jié)果如下見(jiàn)圖3。

圖3??不同濃度溶液的表面張力系數(shù)

Fig.3?The?coefficient?of?surface?tension?of?the?solutions?with?different?concentration

用最小二乘法擬合得

5??結(jié)?論

NaNO3和Na2S2O3.5H2O溶液在本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)濃度的范圍內(nèi)，其表面張力系數(shù)與濃度的關(guān)系的線性相關(guān)系數(shù)都非常接近1，本實(shí)驗(yàn)筆者還做了三種藥品不同濃度下的液體表面張力系數(shù)與濃度的關(guān)系，與上面兩種結(jié)果一致，說(shuō)明?和溶液的表面張力系數(shù)與濃度線性正相關(guān)[3-6]。

參考文獻(xiàn)：

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甲醇有望迎來(lái)階段性上漲

經(jīng)過(guò)一個(gè)多月近乎直線的走勢(shì)之后，當(dāng)前國(guó)內(nèi)甲醇市場(chǎng)供需面的新變化將打破現(xiàn)有市場(chǎng)的僵局。近期有不少業(yè)內(nèi)人士向期貨日?qǐng)?bào)記者反映，持續(xù)的區(qū)域性走勢(shì)必將迎來(lái)一個(gè)交匯的節(jié)點(diǎn)，從而形成甲醇一波較大的走勢(shì)。由于目前供需面向好的因素紛沓而至，甲醇市場(chǎng)有望迎來(lái)階段性的漲勢(shì)。

從市場(chǎng)供求基本面來(lái)看，近期對(duì)甲醇價(jià)格形成支撐的因素主要來(lái)自山東等地區(qū)的部分企業(yè)供給下降，以及下游烯烴行業(yè)對(duì)甲醇市場(chǎng)的需求穩(wěn)定。供給方面，備受矚目的重慶卡貝樂(lè)85萬(wàn)噸/年天然氣制甲醇裝置因各種原因一再推遲重啟，之后終于進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性的調(diào)試階段。有業(yè)內(nèi)人士向期貨日?qǐng)?bào)記者反映，其裝置將于本周正式重啟，目前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)展順利。