拉脱法测量液体表面张力系数的改进

通过改进原有的实验仪器,设计一个拉脱法测量液体表面张力系数的新实验.从金属环片受力分析开始,推导测量液体表面张力系数的计算新公式,纠正了一直以来不计液膜重力的过于粗略的计算方法.实践证明该实验测量方法操作方便,测量过程稳定,重复性强,数据精度高.并对新的实验结果进行准确分析,澄清了有关文献中错误的概念.     

设计控温装置研究液体表面张力系数与温度的关系

介绍了自行设计、搭建的测量液体表面张力系数与温度关系的实验装置,用毛细管法测量了不同温度下水和乙醇的表面张力系数,得到了它们与温度的线性关系.利用此装置还可以进行其他对样品温度测控要求较高的实验.     

用电子天平测定液体表面张力系数结果的分析

用电子天平测量金属环从水中拉出过程表面张力的变化,对测量结果进行分析修正,明确了用脱环法测定表面张力系数的正确计算公式.     

基于光纤拉力传感器测量液体表面张力系数

基于法布里-珀罗干涉型拉力传感器,利用拉脱法测量了液体表面张力系数.设计制备出的光纤拉力传感器结合单频激光器、光纤环形器、光电探测器可使输出电压和拉力成正比,其灵敏度约为64.5mV/N.利用其测量室温下水的液体表面张力系数(0.076±0.001)N/m,相对偏差为4.1%.     

表面张力的定性定量分析

通过自制实验装置演示镜子起雾现象证明了液体表面张力的存在,同时也证明了表面活性剂对表面张力的大小存在影响.对于表面张力系数的测量,该实验定量装置提出了基于大气压强原理测量液体表面张力系数的新方法.实验发现,该实验定性定量装置具有精度更高、成本更低、可操作性更强等优点.     

拉脱法测量纯水表面张力系数实验的研究

从实验和理论上对拉脱法测量表面张力系数的实验进行了研究.用微力传感器代替约利弹簧,并在此基础上改进了实验仪器.研究分析了使用约利弹簧和传感器测量表面张力系数实验的实验原理,指出了它们的区别,并给出了利用传感器测量表面张力系数实验的理论计算公式.改进后的实验降低了拉脱法测量表面张力系数实验的技术难度,提高了测量表面张力系数的精确度.     

对FD-NST-I型液体表面张力系数测量仪的改进

根据吊环法测量液体表面张力系数实验原理,针对现有的FD-NST-1型液体表面张力系数测量仪的不足进行改进.另外在仪器上增加样品加热装置,可以对不同温度下的液体表面张力系数进行测量.通过实验对比得出:改进后的实验装置操作方便、实验误差小,重复性好.     

极大值法测量表面张力系数

测量金属薄片从液体中拉出过程中液膜高度和拉力的关系,分析其产生的原因,给出液体表面张力系数的准确测量方案.     

集成扭秤放大法测量薄膜的表面张力系数

根据能量守恒定律将薄膜表面张力系数的测量转化为几何量的测量.利用扭秤装置和光路放大测量微小长度,实现了对薄膜表面张力系数的间接测量.     

基于LabVIEW的液体表面张力系数测定

设计了基于LabVIEW数据采集的液体表面张力系数测定系统.采用力敏传感器测量拉力,由单片机系统结合LabVIEW程序实现了数据的自动采集,并实时显示拉力曲线.纯净水的表面张力系数测试结果表明该系统准确性高且重复性好.     

液体表面张力系数实验装置的改进

对现有吊环法液体表面张力系数测量仪的水平调节装置、吊环升降装置存在的不足进行了改进,在原有仪器上增加了液体加热装置,以便对不同温度下的液体表面张力系数进行测量,实验说明新的实验装置更加科学合理.通过实验对比得出:新的实验装置操作方便、实验误差小、重复性好,有推广价值.     

蓖麻油黏度与表面张力系数的关系研究

分别利用落球法和拉脱法测量了蓖麻油在不同温度下的黏度和表面张力系数;根据最速下降法,编制自动调参程序FIT,通过拟合实验测量数据,得到了描述蓖麻油黏度与表面张力系数关系的经验公式.     

毛细管探针法测定液体的表面张力系数

在毛细管法测定液体表面张力系数的实验中,利用被测液体导电的性质,在螺旋测微计的测微螺杆上沿轴线方向加装一根金属探针,通过电学方法探测毛细管内液面及容器内液面的位置,实现液体在毛细管内上升高度的测量.利用探针法分别测量了蒸馏水在几个不同温度下的毛细上升高度,利用瑞利公式计算表面张力系数.实验结果表明,探针法测量毛细上升高度的重复性好,所测得蒸馏水的表面张力系数与其公认值的百分误差约小于0.12%.     

基于对轴对称液桥边缘轮廓拟合的液体表面张力系数测量研究

基于Yang-Laplace公式与液桥平均曲率的关系,研究两平行板间液桥的形貌与表面张力系数的关系,探索出通过对液桥边缘进行轮廓拟合来测量液桥液体的表面张力系数的方法.搭建了一套可以拍摄液桥的边缘放大图的实验平台,利用sobel算子提取边缘信息的Matlab算法,对液桥轮廓进行边缘提取,进而拟合得到液体表面张力系数,计算结果显示表面张力系数的相对误差在5%以内.     

毛细管探针法测定液体表面张力系数的进一步研究

采用较大直径的毛细管对探针法测量液体表面张力系数做了进一步研究.文中引用了Prokhorov提出的改进的瑞利公式,介绍了表面张力系数α的各相关公式的适用范围.实验中利用毛细管探针法测量了几个不同温度下蒸馏水在一直径为5.744.nm的毛细管中的上升高度,用Prokhorov公式计算α.实验测得的蒸馏水的表面张力系数与公认值的百分误差约小于0.13%.最后对实验结果的误差原因进行了分析.     

酒精杂质对水的表面张力系数的影响

利用毛细管测量液体的表面张力系数α是一个重要的物理实验,它是根据毛细现象,利用公式α=ρghR/2来测量的,式中的ρ为被测液体的密度,g为重力加速度,h为液体在毛细管中上升的高度,R为毛细管的半径.此实验经常用水和酒精两种液体来做.在做这个实验的过程中发现水中混入少量的酒精杂质会对水的表面张力系数的测量结果产生很大的影响.为此,笔者专门对酒精杂质的影响进行了研究,介绍于下.     

黏滞液体表面张力系数的悬滴法测量

开展了悬滴法测量黏滞液体表面张力的实验技术探究。通过微量进样控制技术，结合动态过程的连续图像采集方法，获得了不同液体量时的液滴形态变化。利用液滴表面张力与重力平衡时的临界状态图像，计算得到硅油的表面张力系数。与标准值相比较，测量数据的相对误差为4%左右。     

拉脱法测量液体表面张力系数实验中液膜变化的动态数值仿真

基于拉脱法测量液体表面张力系数实验数据,利用回归分析建模和三次样条插值拟合,实现了液膜连续变化过程的动态数值仿真,二维仿真清晰地展现了液膜由形成、拉升到破裂的过程,由此也验证了实验中液膜所受到的表面张力先增后减的过程．为直观观测拉脱吊环时液膜的变化过程,通过三维动态仿真动画,立体、形象地展现了该实验中液膜的变化过程,增强了学生对液体表面张力及表面张力系数概念的理解．     

基于新型测试方法探究氢氧化铁胶体的部分物理性质

为探究氢氧化铁胶体的折射率、黏度与表面张力系数,设计了三个实验进行相关物理量的检测。设计了基于布鲁斯特定律测量胶体折射率的实验装置并测量了氢氧化铁胶体的折射率;制作了新型毛细管法测试装置并测量了氢氧化铁胶体的黏度;并利用拉脱法测试了氢氧化铁胶体的表面张力系数。同时,为验证布鲁斯特定律测试方法的准确性,利用衍射光栅法测试样品折射率,结果表明,两种测试方法结果近似,证明了基于布鲁斯特定律的折射率测试方法是可行的。上述实验对于学生了解氢氧化铁胶体的物理性质、提高创新和探索能力具有一定的帮助。     

Peltier系数的稳态法和瞬态法测量

在热电效应的研究中, Kelvin关系建立了Seebeck系数与Peltier系数之间的桥梁,它将热电材料的制冷与发电性能纳入了统一的评价体系,并且大大地简化了热电性能测量的过程.然而非线性Peltier效应的理论研究以及部分实验研究表明, Seebeck系数与Peltier系数之间不一定满足Kelvin关系. Peltier系数的精确测量是验证Kelvin关系以及研究非线性Peltier效应的基础,但目前其实验研究较少.本文基于低温电输运测试平台搭建一种采用悬臂梁结构的Peltier系数测量装置.通过测量通电后Bi2Te3块体样品表面沿热流方向相邻两点的温差,得到通电前后的稳态温差以及通电过程中温差随时间的瞬态变化的曲线,利用稳态法和瞬态法分别得到Peltier系数.通过测量,不仅仅可以得到材料的Peltier系数,还能得到测量接触点的界面电阻等信息.研究表明,在各温度下,稳态法和瞬态法测量的Peltier系数是可以相互印证的,验证了本实验中测量装置和方法的可靠性.碲化铋样品Peltier系数的测量值与Kelvin关系式计算的理论值随温度的变化趋势是一致的,测量值比理论值约大20%.