基于力敏傳感器測無機鹽溶液表面張力系數與濃度關系

許巧平

摘??????要：?利用液體表面張力系數測定儀和力敏傳感器測定了不同濃度的無機鹽溶液的表面張力系數，并用origin做出濃度與表面張力關系圖，得出在溫度不變的條件下無機鹽溶液的表面張力系數隨濃度的增大而增大，并趨于一定值的結論。

關??鍵??詞：力敏傳感器、拉脫法;表面張力系數;濃度

中圖分類號：TQ?028???????文獻標識碼：?A???????文章編號：?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

液體表面張力系數是表征液體性質的一個重要物理量，物質液體狀態(tài)的許多性質都與液體的表面張力相關，如毛細現象、浸潤現象等。因此，測量液體表面張力系數對于科學研究和實際應用都具有重要意義。液體表面張力系數的測定也是理工科學生要掌握的重要實驗之一。為了加強了解影響不同液體的表面張力系數的因素，測量了兩種不同濃度無機鹽溶液表面張力系數。

1??實驗原理

2??實驗裝置

圖1為實驗裝置圖，其中，液體表面張力系數測定儀包括硅擴散電阻非平衡電橋的電源和測量??電橋失去平衡時輸出電壓大小的數字電壓表，其他裝置包括鐵架臺、微調升降臺、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??液體表面張力系數測定裝置

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

3??實驗步驟

（1）調節(jié)儀器底座和傳感器兩端水平;接通組合測試儀電源，將儀器預熱15?min。

（2）在玻璃器皿內放入被測液體并安放在升降臺上。

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

（4）在砝碼盤上依次加至0.500?g等質量的砝碼6次，記錄相應這些力作用下數字電壓表的數值，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）用數顯游標卡尺分別測量金屬環(huán)的內徑和外徑，多次測量取平均值。

（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）調節(jié)升降臺，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液面平行，不平行可調節(jié)吊環(huán)上的鐵絲，使兩者達到平行。

（8）調節(jié)升降臺，使其漸漸上升。將環(huán)的下沿部分全部浸沒在待測液體中，然后，反向調節(jié)升降臺，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，測出環(huán)形液即將拉斷前一瞬間數字電壓表讀數值和液膜拉斷后一瞬間數字電壓表數值。

4??數據記錄與處理

4.1??硅壓阻式力敏傳感器的靈敏度的定標

根據記錄數據作圖，以砝碼質量乘以延安當地的重力加速度（）為自變量，電壓值為因變量。在直角坐標系中定標力敏傳感器的靈敏度，見圖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

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

4.2??吊環(huán)內徑和外徑的測量

4.3??不同濃度的無機鹽溶液的表面張力系數的測定

（1）待測液體測量數據見表2。

計算得

表1??吊環(huán)內徑和外徑的測量數據

表2??待測液體表面張力系數3%NaNO3

（2）保持溫度14.8?℃不變，?接下來依次配制了不同濃度待測液體3%?NaNO3的溶液，計算結果見圖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的表面張力系數的測定，結果如下見圖3。

圖3??不同濃度溶液的表面張力系數

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

用最小二乘法擬合得

5??結?論

NaNO3和Na2S2O3.5H2O溶液在本次實驗所測濃度的范圍內，其表面張力系數與濃度的關系的線性相關系數都非常接近1，本實驗筆者還做了三種藥品不同濃度下的液體表面張力系數與濃度的關系，與上面兩種結果一致，說明?和溶液的表面張力系數與濃度線性正相關[3-6]。

參考文獻：

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[6]Ronald?lane?Reese.college?physics（上）[M].Beijing，China??????machine?press，2002：508-509.

甲醇有望迎來階段性上漲

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從市場供求基本面來看，近期對甲醇價格形成支撐的因素主要來自山東等地區(qū)的部分企業(yè)供給下降，以及下游烯烴行業(yè)對甲醇市場的需求穩(wěn)定。供給方面，備受矚目的重慶卡貝樂85萬噸/年天然氣制甲醇裝置因各種原因一再推遲重啟，之后終于進入了實質性的調試階段。有業(yè)內人士向期貨日報記者反映，其裝置將于本周正式重啟，目前各項準備工作進展順利。