利用凸球形液膜表面张力系数验证拉普拉斯公式

论述了用球形液膜及其附加压强差测定液体表面张力系数的具体方法原理,并将其实验结果与凸形球面液膜的拉普拉斯公式进行了对比,认为两者在形式上基本相同。     

液体表面张力研究中,两个需要修改的问题

在液体表面张力的研究中,通过对弯曲表面附加压力知识的学习,以及用最大气泡法对不同浓度乙醇溶液表面张力的实验测定,笔者认为目前国内部分高等院校所用物理化学教材[1][2][3]及相关物理化学实验教材[4][5]存在两个需要修改的问题,以求理论知识的准确性、严谨性.两个需要修改的问题如下：一、原有知识附加压力定义为弯曲液面内外压力差,符号ΔP。上述附加压力概念应修改为附加压强,即附加压强：弯曲液面内外压强差称为附加压强,符号为ΔP。二、最大气泡法测溶液表面张力的实验,以实验理论研究为依据,最大气泡法应改为最大泡压法。     

球形液滴法测液体的表面张力系数

利用液体表面张力系数与液滴半径及液体附加压强成比例的关系,通过螺旋式微量调旭器,控制凸出液体球的半径大小,测量丫不同半径液滴球的附加压强与液体表面张力系数,该装置还增加了温度传感器和』Jll热器,可以在密闭窄内测量不同温度下液体的表面张力系数,避免了外界环境的干扰,提高了实验精度．     

一种新的表面张力测定方法——真球气泡法

设计了一个新的表面张力测定装置,通过实时测定液膜气泡的半径及其内外压差来获得被测液体的表面张力.该测定液体表面张力的方法简称为真球气泡法(real sphere bubble method,RSBM).对十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)溶液的表面张力进行了测定,结果与文献值吻合,且测定装置的绝对精度为98.2%.通过检测到的液膜气泡突然长大所需要的最大压差值△P_m及其表面积随时间的变化过程,定量分析了△P_m与溶液起泡难易程度及气泡大小的关系.     

浮选泡沫的形成、稳定和破灭的力学分析

以浮选泡沫为研究对象,对球形气泡形成、气泡兼并、气泡表面层形成、矿粒黏附气泡、泡沫的形成以及泡沫的破灭过程进行力学分析.结果表明,搅拌形成的不规则气团在液相中受到界面附加压强作用趋于球形;气泡之间的压强差引起气泡兼并;新生表面层的内外界面的附加压强维持住气泡液上结构;液下气泡和液上气泡以不同方式与矿粒黏附;分子间作用力使气泡黏贴,形成稳定的泡沫层结构;在泡沫层中,破裂气泡能引起周围气泡的膨胀.     

液体射流在旋转气体中分裂破碎机理研究

研究了旋转气流中空心柱液体射流的流动参数、喷嘴几何因素在液膜分裂破碎过程中的不稳定性作用,结果表明：液膜的分裂破碎主要是由表面张力引起的;液体Reynolds数在整个射流过程中起不稳定性的作用;在旋转气流中,内部气动力及内部旋转强度的变化,对液体射流的不稳定性没有影响,而外部气动力及外部旋转强度在液体射流的破碎过程中起着稳定性的作用;在旋转气流中．射流内半径与液膜厚度比起稳定性的作用。     

液体表面张力对气泡声散射的影响

气泡在液体中受液体的表面张力和液体静态压力相当的情况下,研究了表面张力对气泡声散射的影响.建立球形气泡表面的速度和压力连续性方程,并在方程中引入气泡受液体表面张力的影响,求出了气泡在对称振动模式下的散射系数及散射声功率,并进一步推导了在多气泡的情况下的等效入射声场.通过数值分析发现,当球形气泡在液体中受液体的表面张力和液体静态压力相当时,球形气泡的半径约为10^-6m,在此情况下,液体表面张力对气泡声散射的影响只在驱动声场的角频率小于10^5rad/s时才能表现出来,并且在多气泡的情况下对等效入射声场的等效声压振幅会产生较大影响.而在驱动声场的角频率大于10^5rad/s的情况下,液体表面张力对气泡的散射系数、散射声功率及等效入射声场声压振幅的影响不明显.对于气泡的声散射问题,气泡受液体表面张力的影响需根据所研究的具体问题进行取舍.     

球冠形液膜的动态特性研究

根据拉普拉斯公式,测量了球冠形液膜的拱高与附加压强之间的关系,验证了当球冠形液膜变成半球形液膜时,其附加压强最大.     

关于中学物理教材毛细现象成因的不同解释

中学物理教材中,关于毛细现象物理成因的解释具有局限性,只对某些特殊情况可导出正确结果.本文在弯月面形成的动态瞬间,利用表面张力产生的附加压强、液柱压强和大气压强之间由动态平衡逐渐达到静态平衡的原理,导出正确结果.     

半泡法测液体表面张力系数实验探析

根据液体表面函数最低原理，证明液体表面气泡在足够大时呈半球状，在气泡稳定后，液膜收缩压与气泡球面曲率半径成反比，据此可以利用半泡法测量液体表面张力系数.     

用三种方法导出最大气泡法测定表面张力的公式

最大气泡法测定表面张力的公式σ=(r/2)△P_(max)(σ是表面张力、r是毛细管半径、△P_(max)是最大压力差)可用三种方法导出: 第一种方法,根据气泡鼓出时所需的高于外部气压的附加压力与弯曲液面指向曲率中心的附加压力相平衡,△P=(2σ)/R,气泡成半球形时R最小,且等于毛细管的半径r,此时△P有最大值△P_(max),所以△P_(max)=(2σ)/r,σ=(r/2)△P_(max)。此法已有叙述,①不再。重复     

用光学方法测量液体表面张力系数

激光器光束照射在振动的液体表面上 ,表面回波对衍射光可产生干涉现象 ;扩束后的激光束入射在插有金属细丝的较大区域液面上 ,其反射光场分布近似为椭圆形的暗场 .利用此原理对液体表面张力系数进行了测定     

表面活性剂对可食性葛根淀粉膜性能的影响

以葛根淀粉为基材,丙三醇为增塑剂,吐温20和司盘80为表面活性剂,采用流延法制备可食性葛根淀粉膜,并考察表面活性剂对葛根淀粉膜液及膜的结构与力学性能的影响.结果表明：2种表面活性剂均能够有效降低膜液的表面张力,可与葛根淀粉发生络合反应而形成单螺旋V型结晶,降低淀粉膜的拉伸强度、提高其断裂伸长率;吐温20可以增强淀粉膜液在玻璃及石蜡基材上的润湿性,使淀粉膜更加平整光滑,提高了淀粉膜的水溶性;司盘80可以增加膜的表面粗糙度,但降低了其透湿性;相比单一表面活性剂,混合表面活性剂的加入未能有效改善淀粉膜的力学性能.     

表面张力系数与液面高度关系的研究

在测量液体表面张力系数的常规实验中,用拉脱法、毛细管法、用最大气泡压力法等研究方法测出的液体表面张力系数都是液膜刚好破裂时具有的表面张力系数,而液膜高度与所对应的表面张力系数的对应关系的研究较少。文章用拉脱法测量水膜不同高度所对应的表面张力系数。     

硅通孔润湿性能影响因素的模拟仿真

使用Fluent流场仿真软件模拟了电镀液对硅通孔(TSV)的浸润过程,讨论了TSV深宽比、电镀液流速、电镀液表面张力、接触角以及压强等因素对TSV浸润过程的影响.通过对比仿真寻找出能在电镀之前使电镀液完全浸润TSV所有表面的预润湿处理方法,以防止因润湿不彻底在TSV底部形成气泡而导致的有空洞电镀填充.通过仿真发现,电镀液表面张力越小,电镀液与待电镀样片表面的接触角越小,浸润过程中电镀液的流速越慢,浸润所处环境的压强越低,则越有利于电镀液对TSV的浸润;且流速为0.002 m/s时即可对深宽比低于或等于130μm:30μn的TSV实现完全浸润;浸润环境压强低于3 000 Pa时即可在流速为0.05 m/s时对深宽比为150μm:50μm的TSV基本实现完全浸润.当TSV结构的深宽比大于2的时候,没有经过预润湿而直接放入电镀液的TSV结构很难实现无空洞电镀填充.     

荷电喷雾脱硫试验

在模拟烟气流动情况下对荷电雾化特性及喷雾脱硫进行了试验研究,获得了雾滴索太尔直径、雾滴荷质比、喷雾流量密度及不同荷电电压下的烟气脱硫效率等.液体荷电后,表面张力下降,内外压强差增强,雾滴粒径减小,改善了液体的雾化性能,增加了液体与SO2的接触面积,加剧了化学反应;此外电场对液体中存在的离子也可能产生一定的影响,雾滴荷电后其内部Ca2 、Mg2 离子在电场力作用下向表面的运动在一定程度上提高了离子活性,增加了吸收速度,脱硫效率必然得到提高.试验结果表明,在钙硫比为0.8的情况下,荷电比非荷电脱硫效率提高约6%.     

光杠杆法测定液体表面张力系数

把浸润在液体中的物体拉起,它的底边会带起一层液膜。液膜张力对物体具有向下的作用,而且液体表面张力是一个微小的量值。文章根据光杠杆放大原理,测量出弹簧在液体表面张力作用下的微小伸长量,从而求出液体表面张力系数,得出理想的效果。     

表面张力与温度之间的关系

<正> 文献[1]指出,液体的蒸汽压强与表面张力之间的关系为TlogP=-as(M/(D-d))~(2/3)+b,式中 P 和 S 是蒸汽压强和表面张力;T、M、D 和 d 分别是绝对温度、分子量,液相的密度和汽相的密度;a、b 是常数。表面张力与密度之间的关系是     

单液膜气泡聚并和连接过程的移动粒子半隐式法数值模拟

为了研究单液膜气泡单层液膜包裹气体的特殊结构形式和内外壁面均受气液表面张力的特殊力学形式,在拉格朗日框架下采用无网格移动粒子半隐式法并基于表面自由能表面张力模型,建立了单液膜双气液界面表面张力模型,从而实现了单液膜气泡振荡变形过程中的复杂界面计算和捕捉。在此基础上对2个单液膜气泡的聚并和连接过程进行了模拟分析,获得了典型的流动现象和液膜变形特征与规律,发现减小表面张力系数或增大黏性系数均会减弱气泡变形过程中表面张力项的变形主导作用。为此,提出了凹点切线法用于计算连接型气泡的液膜夹角,明晰了连接型气泡的形状。计算结果可为工业消泡技术提供一定的理论依据。     

浸没冷却液体对聚光三结电池电性能的影响

为把直接液浸冷却方式应用于采用密排III-V族电池组件的高倍聚光光伏系统,分析了适用于浸没冷却高倍聚光下III-V族聚光三结电池候选液体的种类、液膜厚度对Ga In P/Ga In As/Ge聚光三结电池电性能的影响,探索了该电池在液浸条件下电性能变化的机理.结果表明:不同液体液膜厚度对聚光三结电池短路电流的影响远大于对其开路电压的影响;随着浸没液体厚度的不断增加,聚光三结电池的效率呈现先升高后降低的趋势,在4.0 mm液厚时效率达到最大,其中化妆级白油在此厚度浸没下电池效率可提升8.99%.机理分析表明:薄液膜的存在降低了聚光三结电池表面的菲涅尔反射的光学效应和液体分子的吸附降低了电池表面复合速率的电学效应是引起电池效率提升的主要原因.