纳米磁性液体基载液白油

1、纳米磁性液体基载液纳米磁性液体基载液白油白油表面张力的实验研究表面张力的实验研究2006.11.42主要内容主要内容一、基本知识点一、基本知识点二、实验仪器二、实验仪器三、实验原理三、实验原理四、实验内容四、实验内容五、实验现象的受力分析五、实验现象的受力分析31. 液体表面液体表面 指液体与气体、指液体与气体、液体与固体液体与固体以及别种不相混合的以及别种不相混合的液体之间的界面。液体之间的界面。一、基本知识点一、基本知识点2. 表面张力表面张力 液体的表面，由于表液体的表面，由于表面层内分子的作用，存在面层内分子的作用，存在着一定的张力。着一定的张力。物理知识点物理知识点？3. 浸润与不浸

2、润现象浸润与不浸润现象浸浸润润情情形形不不浸浸润润情情形形接触角接触角？浸润浸润固体和液体分子间的吸引固体和液体分子间的吸引力力液体分子间的吸引力液体分子间的吸引力液体沿固体表面扩张液体沿固体表面扩张,形形成薄膜附着在固体上成薄膜附着在固体上不浸润不浸润 ?54. 表面张力的方向表面张力的方向浸浸润润情情形形沿切线方向指向液体内部沿切线方向指向液体内部液膜的收缩性液膜的收缩性f水平f64. 表面张力系数表面张力系数 想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直线想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直线 两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力 f 存在于表面存

3、在于表面 层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度 L 成正比，成正比， 即即 f L 表面张力系数表面张力系数，它的，它的大小与液体的成分、纯大小与液体的成分、纯度、浓度以及温度有关。度、浓度以及温度有关。 7二、实验仪器二、实验仪器81.底座及调节螺丝底座及调节螺丝 2.升降调节螺母升降调节螺母 3.培养皿培养皿 4.金属片状圆环金属片状圆环 5.硅压阻式力敏传感器硅压阻式力敏传感器及金属外壳及金属外壳 6.数字电压表数字电压表1. 实验实验仪器仪器92. 硅压阻式力敏传感器的结构及原理硅压阻式力敏传感器的结构及原理（1）传感器传感器 1.力臂固定点力臂

4、固定点 2.硅力敏传感芯片硅力敏传感芯片 3.弹性梁弹性梁 4.挂钩挂钩（2）结构简图结构简图物理量、化物理量、化学量等信号学量等信号便于测量和便于测量和传输的信号传输的信号转换转换电信号电信号（3）原理原理 UB F式中式中: F ：外力的增量：外力的增量 B ：传感器的灵敏度：传感器的灵敏度 U ：相应的电压改变量相应的电压改变量灵敏度灵敏度?1.1.拉脱法拉脱法三、实验原理三、实验原理测金属圆环从待测液体测金属圆环从待测液体表面脱离时所需的拉力表面脱离时所需的拉力求得该液体表面张力系数求得该液体表面张力系数由液体表面张力、环的内外径由液体表面张力、环的内外径及液体材质、纯度等因素决定及液

5、体材质、纯度等因素决定112. 实验原理实验原理u在在液膜拉破前瞬间液膜拉破前瞬间，考虑一级近，考虑一级近似，液体的表面张力：似，液体的表面张力： f = f1 + f2 = (D1+ D2)D1、D2分别为吊环的外径和内径。分别为吊环的外径和内径。液膜拉破前瞬间的受力分析图液膜拉破前瞬间的受力分析图u片状吊环在片状吊环在液膜拉破前瞬间液膜拉破前瞬间有：有： F1 = mg + f1 + f2 传感器受到的拉力传感器受到的拉力F1和输出电压和输出电压U1成正比，有：成正比，有： U1 = BF1u片状吊环在液膜拉破后瞬间有：片状吊环在液膜拉破后瞬间有： F2 = mg 同样有同样有 U2 =

6、BF2液膜拉破后瞬间的受力分析图液膜拉破后瞬间的受力分析图u电压的变化值：电压的变化值： U1 U2 = U = B F = B（F1 F2）= B (D1+ D2) 这里这里U1液膜拉断前瞬间电压表的读数液膜拉断前瞬间电压表的读数 U2 液膜拉断后瞬间电压表的读数液膜拉断后瞬间电压表的读数1. 实验方法实验方法（1）接通数字电压表，预热）接通数字电压表，预热15 分钟。保证测力方向和传分钟。保证测力方向和传 感器弹簧片的平面垂直。感器弹簧片的平面垂直。（2）传感器定标）传感器定标 挂上砝码盘将数字电压表调零挂上砝码盘将数字电压表调零 目的：灵敏度目的：灵敏度B B。（3）片状吊环）片状吊环?

7、 ? 测出测出U1和和U2。（4）计算液体的表面张力系数）计算液体的表面张力系数 。四、实验内容四、实验内容?142. 定标定标 向砝码盘内一次加不同质量的砝码，测出相应向砝码盘内一次加不同质量的砝码，测出相应 拉力时传感器的电压输出值，结果见表拉力时传感器的电压输出值，结果见表1。采用最。采用最 小二乘法可求得：小二乘法可求得： 灵敏度：灵敏度：B = 3.186103 mv/N 拟合的线性相关系数：拟合的线性相关系数：r = 0.0428 mv表表1 力敏传感器定标力敏传感器定标m/g0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500V/mv15.531.3

8、47.062.678.193.8109.2153. 实验结果实验结果（1）自来水自来水表面张力系数的测定表面张力系数的测定U1(mv)12.913.113.213.313.213.2U2(mv)-34.1-31.4-36.9-34.6-31.7-31.8（2）伊利纯牛奶伊利纯牛奶表面张力系数的测定表面张力系数的测定通过计算器求得：通过计算器求得：，=68.5710-3N/mU1(mv)-10.2-11.2-11.3-11.6-12.3-12.5U2(mv)-33.3-31.2-35.2-31.3-36.4-35.8通过计算器求得：通过计算器求得：，=32.8010-3N/m16自来水自来水伊利牛奶伊利牛奶白油白油?17采集数据采集数据上机处理上机处理比较不同比较不同物质表面物质表面张力系数张力系数的规律性的规律性18 本次实验主要目的：本次实验主要目的：理解力敏传感器的原理，根据其原理基本掌理解力敏传感器的原理，根据