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新型懸滴實驗系統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 225 次 發布時間: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據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據吻合較好，與Markarian等(2007)[14]數據偏差較大，最大偏差為2.57%。由圖7可以看出Markarian分別在2007和2009年發表的數據偏差也較大。
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，本文數據與Santos等[15]，Jasper[16]，Kijevcanin等[17]和Souckova等[18]數據吻合得較好，與Vazquez等[19]數據偏差稍大，最大偏差為1.6%。
綜上所述，除少數文獻實驗值偏大于本文方程，大多數文獻數據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測量的二甲基亞砜與甲醇混合物在303.15–323.15K區間內，摩爾分數為0.1–0.9的表面張力值，密度數據取自文獻[21]，x1表示混合溶液中二甲基亞砜的摩爾分數。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的增大呈現逐漸增大的趨勢。
本文利用懸滴實驗系統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律，可為工程應用提供基礎熱物性數據。