[发明专利]针管滴落液滴实现测量表面张力系数的方法

说明书

针管滴落液滴实现测量表面张力系数的方法涉及液体物理参数的测量，特别是滴重法测量表面张力系数的改进。固定针管，使下端针管开口所在平面水平，针管手柄（芯杆）上部末端为一圈齿轮A，齿轮A齿合齿轮B，齿轮A的齿数是齿轮B的10倍；选择合适的针管开口内径，使液滴的上端呈现圆柱形状；液滴滴落前测量液滴上端圆柱形的直径Dsubgt;min/subgt;；在针管下方接住滴落的液滴，并测量液滴的质量msubgt;1/subgt;；使用针头将针管端突出的液滴吸走使液面与针管开口齐平，则针头针管内的液体的质量为msubgt;2/subgt;‑msubgt;0/subgt;；液体的表面张力系数为𝛂=（msubgt;1/subgt;+msubgt;2/subgt;‑msubgt;0/subgt;）*g/(p*Dsubgt;min/subgt;)，其中g为重力加速度。测量过程简化；避免滴重法液体残留的误差；测量原理完善，简单易懂。

技术领域

本发明涉及液体物理参数的测量，特别是滴重法测量表面张力系数的改进。

背景技术

Tate在1864年提出滴重法测量液体的表面张力系数：g=mg/（2pR），其中g为液体表面张力系数（部分文献使用a代替g），mg为滴落液滴的重量，其中m为滴落液滴的质量，g为重力加速度；p为圆周率；R为液体上端的圆环半径。

滴重法测量液体的表面张力系数的方法，参见“滴体积(滴重)法校正因子的经验式 张兰辉 北京大学化学系 第7卷第6期 大学化学1992年12月p43-44”，其基本原理是：“半径为R的圆形截面在平衡时所能维持的最大液滴重量m与该液体的表(界)面张力g、截面半径R之间具有如下关系：g=Fmg/R= FVDrg/R；式中g为重力加速度;F为校正因子,它是V/R³的函数,与表面张力、滴管材料、液体密度、粘度等因素无关;V为液滴的体积; Dr为液体与介质的密度之差(介质通常为空气)。实验测得m或者V后，可由V/R³查表得校正因子F,再代入g=Fmg/R计算表(界)面张力值。”该方法的主要麻烦是计算V/R³，以及需要查表获取校正因子F，所以计算过程也比较繁琐。

滴重法的主要问题在于：随着液体的注入，液滴的重力大于表面张力，液滴开始从针管口断裂滴落，在滴落的过程中，部分水滴残留在针管口形成接近半球形的液滴，这部分残留的液滴导致滴落液体的质量减少，所以需要修正，否则将的导致测量结果偏小。

同时，如果液滴的上端为圆环，则存在液滴滴落前圆环内侧液面凹陷，液滴滴落后回弹的现象。

发明内容

为增加滴重法的精度从而避免对测量结果进行修正，本发明设计针管滴落液滴实现测量表面张力系数的方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：