CN203572739U - 一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，包括可调速的微型气泵、毛细管、支管试管、三通导管、微压差仪和恒温槽。本实用新型通过可调速的微型气泵驱动装置内的空气，使毛细管中液面所受压力大于支管试管液面所受压力，产生气泡，可调速的微型气泵体积小、重量轻、工作稳定、操作性好，同时能精确控制气泡产生速度，且更可靠保证了体系的气密性。

Description

一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，具体涉及一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置。

背景技术

在最大气泡法测定液体表面张力试验中，通过装置测定气泡缓慢逸出时的压差，现有装置一般包括两种情况，如图3和4所示。图3中装置包括滴液漏斗7、毛细管2、支管试管3、三通导管4、微压差仪5和恒温槽6，实验时，第一步，先进行仪器常数测定：将待蒸馏水置于支管试管3中，调节毛细管2使毛细管2的端面与液面相切，液面随毛细管2上升，打开滴液漏斗7缓慢抽气，此时，由于毛细管2中液面所受压力大于支管试管3液面所受压力，毛细管2中液面不断下降，从端部缓慢析出气泡，从气泡形成至逸出，最大的压差可通过微压差仪5读取，控制逸出气泡的速度，读取多个压差取均值，通过该均值计算仪器常数；第二步，待测液体表面张力测定，将第一步中的蒸馏水换成待测液体，用同样的方法读取压差，然后结合第一步获得的仪器常数计算出待测液体表面的张力。图4中的装置在实验时打开滴液漏斗7，使装置内部压力大于支管试管3液面所受压力，毛细管2中液面不断下降，从端部缓慢析出气泡。

上述实验中,不管是图3还是图4中的装置都是通过滴液漏斗7滴水而改变密封体系中的空气体积从而改变体系中压力,致使在毛细管表面产生气泡,但是控制气泡产生速度不精确,且难以保证体系的密封性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，解决了现有装置中，通过滴液漏斗滴水改变密封体系内压力，控制气泡产生速度不稳定的问题，且更可靠保证了体系的气密性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，包括可调速的微型气泵、毛细管、支管试管、三通导管、微压差仪和恒温槽，所述支管试管放置在恒温槽内，所述支管试管的支管通过三通导管与可调速的微型气泵和微压差仪器连通，所述支管试管的开口通过橡胶塞密封，所述橡胶塞上开有与毛细管匹配的通孔，所述毛细管的一端悬空在支管试管内，另一端穿过通孔并延伸到支管试管外部与大气连通。

进一步，所述可调速的微型气泵为压电微型泵或者机械式的可调速微型气泵。

一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，包括可调速的微型气泵、毛细管、支管试管、三通导管、微压差仪和恒温槽，所述支管试管放置在恒温槽内，所述支管试管的支管与大气连通，所述支管试管的开口通过橡胶塞密封，所述橡胶塞上开有与毛细管匹配的通孔，所述毛细管的一端悬空在支管试管内，另一端穿过通孔并通过三通导管与可调速的微型气泵和微压差仪器连通。

进一步，所述可调速的微型气泵为压电微型泵或者机械式的可调速微型气泵。

有益效果：本实用新型通过可调速的微型气泵驱动装置内的空气即抽气减压和充气加压，使毛细管中液面所受压力大于支管试管液面所受压力，产生气泡，可调速的微型气泵体积小、重量轻、工作稳定、操作性好，同时能精确控制气泡产生速度，且更可靠保证了体系的气密性。

附图说明

图1为本实用新型的第一种结构示意图。

图2为本实用新型的第二种结构示意图。

图3为现有装置的第一种结构示意图。

图4为现有装置的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示：一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，包括可调速的微型气泵1、毛细管2、支管试管3、三通导管4、微压差仪5和恒温槽6，所述支管试管3放置在恒温槽6内，所述支管试管3的支管通过三通导管4与可调速的微型气泵1和微压差仪器5连通，所述支管试管3的开口通过橡胶塞密封，所述橡胶塞上开有与毛细管2匹配的通孔，所述毛细管2的一端悬空在支管试管3内，另一端穿过通孔并延伸到支管试管3外部与大气连通。

在最大气泡法测定液体表面张力试验中，待测液体置于支管试管3中，使毛细管2端面与液面相切，液面随毛细管2上升，启动可调速的微型气泵1抽气，此时由于毛细管2中液面所受压力大于支管试管3中液面所受压力，毛细管2中液面不断下降，从毛细管2缓慢析出气泡。在气泡形成过程中，由于表面张力的作用，凹液面产生一个指向液面外的附加压力P，其附加压力P与表面张力σ成正比，与气泡的曲率半径R成反比,

$P=\frac{2\·\mathrm{\σ}}{R}$

若毛细管2管径较小，则形成的气泡可视为球形，气泡刚形成时，由于表面几乎是平的，所以曲率半径R极大，当气泡成半球时，曲率半径R等于毛细管2半径r,此时R值最小，随着气泡进一步增大，R又趋于增大，直至逸出。当R=r时，附加压力P最大，此时

                               P＝Δhρg

$\mathrm{\σ}=\frac{1}{2}\mathrm{r\Δh\ρg}$

其中Δh为最大压差值，ρ为工作介质密度，g为重力加速度。在实验中使用同一支毛细管2和微压差仪5，

rρg为常数（仪器常数），用K表示，即：

σ＝KΔh                      公式一

实验中可用已知表面张力的液体为标准，测出仪器常数K，然后用该装置测定待测液体的表面张力。

采用图1所述装置实施实验的步骤：第一步，先用蒸馏水测出仪器常数K；蒸馏水的表面张力是已知值，将待蒸馏水置于支管试管3中，调节毛细管2使毛细管2的端面与液面相切，液面随毛细管2上升，开启可调速的微型气泵1抽气减压，由于毛细管2中液面所受压力大于支管试管3液面所受压力，毛细管2中液面不断下降，从端部缓慢析出气泡，从气泡形成至逸出，最大压差可通过微压差仪5读取，通过可调速的控制微型气泵1控制逸出气泡的速度（控制在每分钟2个左右），读取多个最大压差取均值，然后通过公式一计算仪器常数K。第二步，测乙醇溶液表面张力，将乙醇溶液置于支管试管3中，用第一步中同样的方法读取多个最大压差取均值，然后结合仪器常数通过公式一计算出待测液体表面的张力。

如图2所示：一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，包括可调速的微型气泵1、毛细管2、支管试管3、三通导管4、微压差仪5和恒温槽6，所述支管试管3放置在恒温槽6内，所述支管试管3的支管与大气连通，所述支管试管3的开口通过橡胶塞密封，所述橡胶塞上开有与毛细管2匹配的通孔，所述毛细管2的一端悬空在支管试管3内，另一端穿过通孔并通过三通导管4与可调速的微型气泵1和微压差仪器5连通。

采用图2所述装置实施实验的步骤：第一步，先用蒸馏水测出仪器常数K；蒸馏水的表面张力是已知值，将待蒸馏水置于支管试管3中，调节毛细管2使毛细管2的端面与液面相切，液面随毛细管2上升，开启可调速的微型气泵1充气加压，由于毛细管2中液面所受压力大于支管试管3液面所受压力，毛细管2中液面不断下降，从端部缓慢析出气泡，从气泡形成至逸出，最大压差可通过微压差仪5读取，通过可调速的控制微型气泵1控制逸出气泡的速度（控制在每分钟2个左右），读取多个最大压差取均值，然后通过公式一计算仪器常数K。第二步，测乙醇溶液表面张力，将乙醇溶液置于支管试管3中，用第一步中同样的方法读取多个最大压差取均值，然后结合仪器常数通过公式一计算出待测液体表面的张力。

以上所述两种装置中的可调速的微型气泵1为压电微型泵或者机械式的可调速微型气泵。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，其特征在于：包括可调速的微型气泵（1）、毛细管（2）、支管试管（3）、三通导管（4）、微压差仪（5）和恒温槽（6），所述支管试管（3）放置在恒温槽（6）内，所述支管试管（3）的支管通过三通导管（4）与可调速的微型气泵（1）和微压差仪器（5）连通，所述支管试管（3）的开口通过橡胶塞密封，所述橡胶塞上开有与毛细管（2）匹配的通孔，所述毛细管（2）的一端悬空在支管试管（3）内，另一端穿过通孔并延伸到支管试管（3）外部与大气连通。

2.根据权利要求1所述的一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，其特征在于：所述可调速的微型气泵（1）为压电微型泵或者机械式的可调速微型气泵。

3.一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，其特征在于：包括可调速的微型气泵（1）、毛细管（2）、支管试管（3）、三通导管（4）、微压差仪（5）和恒温槽（6），所述支管试管（3）放置在恒温槽（6）内，所述支管试管（3）的支管与大气连通，所述支管试管（3）的开口通过橡胶塞密封，所述橡胶塞上开有与毛细管（2）匹配的通孔，所述毛细管（2）的一端悬空在支管试管（3）内，另一端穿过通孔并通过三通导管（4）与可调速的微型气泵（1）和微压差仪器（5）连通。

4.根据权利要求3所述的一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置，其特征在于：所述可调速的微型气泵（1）为压电微型泵或者机械式的可调速微型气泵。

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