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新型懸滴實驗系統(tǒng)的研制與二甲基亞砜/甲醇混合物表面張力測量（二）
來源：《化學工程》 瀏覽 136 次 發(fā)布時間:2025-12-04
圖7 二甲基亞砜表面張力實驗值擬合得到的方程與文獻實驗值的偏差
圖7為二甲基亞砜表面張力實驗數(shù)據(jù)擬合得到的方程與文獻實驗值的偏差。本文與Iqbal等[11]，Markarian等(2009)[12]和Korosi等[13]毛細上升法測量的二甲基亞砜表面張力數(shù)據(jù)吻合較好，與Markarian等(2007)[14]數(shù)據(jù)偏差較大，最大偏差為2.57%。由圖7可以看出Markarian分別在2007和2009年發(fā)表的數(shù)據(jù)偏差也較大。
圖8為甲醇表面張力實驗值擬合得到的方程與文獻實驗值的偏差，本文數(shù)據(jù)與Santos等[15]，Jasper[16]，Kijevcanin等[17]和Souckova等[18]數(shù)據(jù)吻合得較好，與Vazquez等[19]數(shù)據(jù)偏差稍大，最大偏差為1.6%。
綜上所述，除少數(shù)文獻實驗值偏大于本文方程，大多數(shù)文獻數(shù)據(jù)點與本文方程偏差均不超過±1%。
3.3 二甲基亞砜/甲醇二元混合物表面張力的實驗研究表2為利用懸滴實驗系統(tǒng)測量的二甲基亞砜與甲醇混合物在303.15–323.15K區(qū)間內，摩爾分數(shù)為0.1–0.9的表面張力值，密度數(shù)據(jù)取自文獻[21]，x1表示混合溶液中二甲基亞砜的摩爾分數(shù)。采用XS205精密分析天平配置混合溶液，其測量精度為±0.5mg。
表2 二甲基亞砜/甲醇混合溶液的表面張力| T / K | x1 / mol | ρ / (kg·m-3) | σ / (mN·m-1) | T / K | x1 / mol | ρ / (kg·m-3) | σ / (mN·m-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 303.15 | 0.10148 | 838.7 | 23.61 | 313.15 | 0.59952 | 1005.1 | 32.89 |
| 303.15 | 0.20005 | 885.8 | 25.65 | 313.15 | 0.69708 | 1026.8 | 35.09 |
| 303.15 | 0.30124 | 925.4 | 27.86 | 313.15 | 0.80068 | 1047.6 | 36.83 |
| 303.15 | 0.40086 | 959.3 | 29.94 | 313.15 | 0.89908 | 1065.7 | 38.72 |
| 303.15 | 0.50034 | 988.8 | 32.44 | 318.15 | 0.10148 | 826.2 | 22.39 |
| 303.15 | 0.59952 | 1013.6 | 33.95 | 318.15 | 0.20005 | 871.8 | 24.38 |
| 303.15 | 0.69708 | 1034.8 | 35.91 | 318.15 | 0.30124 | 911.4 | 26.45 |
| 303.15 | 0.80068 | 1055.4 | 37.65 | 318.15 | 0.40086 | 944.9 | 28.83 |
| 303.15 | 0.89908 | 1073.6 | 40.07 | 318.15 | 0.50034 | 973.9 | 30.59 |
| 308.15 | 0.10148 | 835.6 | 23.2 | 318.15 | 0.59952 | 998.9 | 32.34 |
| 308.15 | 0.20005 | 882.1 | 25.23 | 318.15 | 0.69708 | 1020.5 | 34.52 |
| 308.15 | 0.30124 | 921.5 | 27.4 | 318.15 | 0.80068 | 1041.0 | 36.28 |
| 308.15 | 0.40086 | 955.1 | 29.53 | 318.15 | 0.89908 | 1058.8 | 38.35 |
| 308.15 | 0.50034 | 984.1 | 31.86 | 323.15 | 0.10148 | 821.4 | 21.98 |
| 308.15 | 0.59952 | 1008.6 | 33.32 | 323.15 | 0.20005 | 866.9 | 24.01 |
| 308.15 | 0.69708 | 1029.7 | 35.55 | 323.15 | 0.30124 | 906.2 | 26.01 |
| 308.15 | 0.80068 | 1050.3 | 37.27 | 323.15 | 0.40086 | 939.7 | 28.51 |
| 308.15 | 0.89908 | 1068.2 | 39.39 | 323.15 | 0.50034 | 968.8 | 30.05 |
| 313.15 | 0.10148 | 830.9 | 22.77 | 323.15 | 0.59952 | 994.0 | 31.85 |
| 313.15 | 0.20005 | 876.9 | 24.80 | 323.15 | 0.69708 | 1015.7 | 33.97 |
| 313.15 | 0.30124 | 917.0 | 26.99 | 323.15 | 0.80068 | 1036.2 | 35.59 |
| 313.15 | 0.40086 | 950.8 | 29.16 | 323.15 | 0.89908 | 1053.9 | 37.75 |
| 313.15 | 0.50034 | 979.9 | 31.24 |
圖9 二甲基亞砜/甲醇混合溶液表面張力與溫度的關系
如圖9所示為不同配比下的二甲基亞砜/甲醇混合溶液表面張力與溫度關系的示意圖。由圖可知，不同配比下混合溶液的表面張力均大于相應溫度下甲醇的表面張力，而小于相應溫度下二甲基亞砜的表面張力；隨著溫度的升高不同配比下的二甲基亞砜/甲醇混合溶液表面張力隨溫度的升高基本呈線性減小的趨勢；同一溫度下的二甲基亞砜/甲醇混合溶液表面張力隨二甲基亞砜摩爾分數(shù)的增大呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。
本文利用懸滴實驗系統(tǒng)對二甲基亞砜和甲醇在溫度范圍為303.15-323.15K的表面張力進行了實驗研究，并擬合得到了表面張力的計算方程，實驗值與擬合方程計算值的最大偏差和平均偏差分別為0.085%, 0.06%和0.16%, 0.089%。在此基礎上，測量了摩爾分數(shù)在0.1–0.9之間二甲基亞砜/甲醇二元混合溶液在303.15, 308.15, 313.15, 318.15, 323.15K共計5個溫度點下的表面張力。可知，不同配比下的二甲基亞砜/甲醇混合溶液，其表面張力隨溫度的升高均呈線性減小的趨勢，測量結果符合物質表面張力隨溫度的變化規(guī)律，可為工程應用提供基礎熱物性數(shù)據(jù)。