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1、JBT07B动态气泡压力张力仪使用说明书1. 本仪器的设计、规格和相关软件、操作手册将会持续更新，并不会事先通知，但事后将在公司网站上公布。2. 对于本仪器和相关软件、操作手册中需要改进的地方请及时告知我们，不胜感谢！3. 请在使用本仪器前先确认清楚阅读并理解了相关硬件设备和软件的操作手册。我们对因错误操作本仪器引起的一切后果不承担相应责任。4. 除非事先通知并取得我们的授权，请不要引用本操作手册的部分或全部内容用于其它用途。5. 对于将本仪器用于商业用途而产生的利益或亏损，我们不承担相应责任。1、 实验原理本仪器使用气泡法测定溶液的表面张力，先说明最大气泡法测定表面张力的基本原理。如图是最大
2、气泡测定表面张力的装置示意图。将待测表面张力的液体装于支管中，使毛细管的端面与液面相切，液面即沿毛细管上升，打开滴液漏斗缓缓抽气，此时，由于毛细管内液面受到压力大于支管试管液面所受压力，毛细管液面不断下降，将从毛细管缓慢析出气泡。当此压力差附加压力(p=p大气-p系统)在毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，气泡就从毛细管口脱出，此附加压力与表面张力成正比，与气泡的曲率半径成反比，其关系式为: (1) 式中，p为附加压力；为表面张力；R为气泡的曲率半径。 如果毛细管半径很小，则形成的气泡基本上是球形的。当气泡开始形成时，表面几乎是平的，这时曲率半径最大;随着气泡的形成，曲率半
3、径逐渐变小，直到形成半球形，这时曲率半径R和毛细管半径r相等，曲率半径达最小值，根据（1）式这时附加压力达最大值。气泡进一步长大，R变大，附加压力则变小，直到气泡逸出。 根据（1）式，R=r时的最大附加压力为: (2) 实际测量时，使毛细管端刚与液面接触，则可忽略气泡鼓泡所需克服的静压力，这样就可直接用上式进行计算。 当用密度为的液体作压力计介质时，测得与p最大相适应的最大压力差为h最大则: (3) 当将 合并为仪器常数K时，则上式变为: (4) 式中的仪器常数K可用已知表面张力的标准物质测得。 2 、实验中存在的难点：用最大气泡法测定表面张力时,要求待测液面正好与毛细管底端相切, 手动打开滴
4、液漏斗缓缓抽气精度把握有难度，最大气泡的测定误差较大等这些都是该实验困难的地方。本公司的改进：本公司针对以上情况提出了相应的解决方案。使用进气蠕动泵提供稳定的气压以便控制气泡逸出的速率，使用最大气泡的平均值计算减小误差，使毛细管浸入水中一定深度避免漏气等一些列措施改进实验结果的稳定性与重复性。测量过程中如果气泡逸出速率较快，对实验结果有影响。因为最大气泡压力法测量表面张力实验原理成立的先决条件是必须满足平衡条件的要求，这样才能有：公式的成立，如果气泡逸出速率很慢，可以认为接近平衡；如果气泡逸出速率快，平衡关系被破坏。毛细管的管口与液面刚好相切时，平衡时所满足的关系是： 若毛细管插入一定深度（设
5、距液面深度为），则气泡逸出时还需克服此深度的静压力（为待测液的密度）。因此平衡时满足的关系式变为： 若假设，则产生最大泡压时，满足：由此测量的比正常情况下的最大压力差大。注：最大气泡法测定表面张力是一种准动态方法，误差比较大（一般为5），而且不适于测定达到平衡慢的溶液的表面张力。3 、系统参数及仪器清单 1）测量范围：10100 mN/m,测量分辨率：0.1 mN/m2）气泡频率范围：（根据所用液体和针管）：0.0530Hz3）控制：精确液面位置控制4）气泡寿命：（根据所用液体和针管决定）：5ms50sec5）温度范围：室温6）温度分辨率：0.1度7）电源：AC 220 50Hz8）功率：10
6、0W气泡张力仪 1台结晶皿 2个针管 5根串口线 1根电源线 1根4 、实验步骤 （1）仪器准备与连接 将表面张力仪的容器和针管先用洗液洗净，再顺次用自来水和蒸馏水漂洗，烘干后连好。 打开仪器电源，热机10分钟。（2）软件界面介绍文件菜单包括打开和保存两个子菜单。用户可以打开和保存实验数据。选项菜单包括连接和选项两个子菜单，其中连接子菜单使计算机与仪器连接沟通；选项子菜单设置试验参数。起始频率框显示蠕动泵设定的转速，时间显示实验过程的时间，温度框显示当前温度。稳定标志为0表示未调速或调速失败。1表示调速成功准备画线，100表示正在调速。气泡数是作为当前气泡数的参考，上行按钮使蠕动泵进气加压，停
7、止按钮使蠕动泵停止工作，记录按钮使实验开始，仪器开始工作记录数据，打开桌面上的软件，与仪器通过串口进行连接。并设置相应的参数。是设定蠕动泵的转速，是设定实验的时间，就是公式4的k值，是每台仪器的特定值。是设定实验所需的气泡个数，提供了一种纠正误差的方法，（a-b*）一般不推荐使用。（3）实验步骤介绍1、打开仪器和计算机，打开软件，连接仪器和计算机2、在结晶皿中盛入待测液体，旋动旋钮，使针管浸入液体3毫米3、调整蠕动泵转速，（使用默认值也可），开始记录。仪器会根据气泡逸出的频率自动向下调节转速，稳定出泡频率，以便于测量。4、实验结束，显示最终张力值。并可保存数据。5、 注意事项 (1) 仪器系统
8、连接不能漏气。 (2) 所用针管必须干净、干燥，应保持垂直。 (3) 先将仪器按要求连接，再打开电源预热10min，即可进行测量。 附录表1 不同温度时乙醇的密度与空气界面上的表面张力 t/ d/(gcm-3) /(mNm-1) 0 10 20 30 40 50 60 0.8036 0.7979 0.7895 0.7810 0.7720 0.7632 0.7544 24.05 23.14 22.32 21.48 20.60 19.80 19.01 附录表2：不同温度时水的密度、粘度及与空气界面上的表面张力t/d/(gcm-3)/(10-3Pas)/(mNm-1)0510111213141516
9、17181920212223242526272829304050600.999870.999990.999730.999630.999520.999400.999270.999130.998970.998800.998620.998430.998230.998020.997800.997560.997320.997070.996810.996540.996260.995970.995670.992240.988070.965341.7871.5191.3071.2711.2351.2021.1691.1391.1091.0811.0531.0271.0020.97790.95480.93250
10、.91110.89040.87050.85130.83270.81480.79750.65290.54680.314775.6474.9274.2274.0773.9373.7873.6473.4973.3473.1973.0572.9072.7572.5972.4472.2872.1371.9771.8271.6671.5071.3571.1869.5667.9160.75出 品：上海中晨数字技术设备有限公司地 址：上海市千阳路271弄 长征金江工业园9号3楼电 话：021-22819340，22819341，15900766766技术支持：15900766700，15900766711；15900766722；15900766733传 真：021-52690473邮 编：200333中晨公司邮箱： 中晨官方网站：联系人：陈先生技术支持: 上海华东师大水环境和界面科学研究中心地 址: 上海中山北路3663号化学馆邮 编: 200062联 系 人： 韩庆平 马士禹地 址: 上海中山北路3663号化学馆电 话: 021-62232704
