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新型悬滴实验系统的研制与二甲基亚砜/甲醇混合物表面张力测量（二）
来源：《化学工程》 浏览 455 次 发布时间:2025-12-04
图7 二甲基亚砜表面张力实验值拟合得到的方程与文献实验值的偏差
图7为二甲基亚砜表面张力实验数据拟合得到的方程与文献实验值的偏差。本文与Iqbal等[11]，Markarian等(2009)[12]和Korosi等[13]毛细上升法测量的二甲基亚砜表面张力数据吻合较好，与Markarian等(2007)[14]数据偏差较大，最大偏差为2.57%。由图7可以看出Markarian分别在2007和2009年发表的数据偏差也较大。
图8为甲醇表面张力实验值拟合得到的方程与文献实验值的偏差，本文数据与Santos等[15]，Jasper[16]，Kijevcanin等[17]和Souckova等[18]数据吻合得较好，与Vazquez等[19]数据偏差稍大，最大偏差为1.6%。
综上所述，除少数文献实验值偏大于本文方程，大多数文献数据点与本文方程偏差均不超过±1%。
3.3 二甲基亚砜/甲醇二元混合物表面张力的实验研究表2为利用悬滴实验系统测量的二甲基亚砜与甲醇混合物在303.15–323.15K区间内，摩尔分数为0.1–0.9的表面张力值，密度数据取自文献[21]，x1表示混合溶液中二甲基亚砜的摩尔分数。采用XS205精密分析天平配置混合溶液，其测量精度为±0.5mg。
表2 二甲基亚砜/甲醇混合溶液的表面张力| 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 |
图9 二甲基亚砜/甲醇混合溶液表面张力与温度的关系
如图9所示为不同配比下的二甲基亚砜/甲醇混合溶液表面张力与温度关系的示意图。由图可知，不同配比下混合溶液的表面张力均大于相应温度下甲醇的表面张力，而小于相应温度下二甲基亚砜的表面张力；随着温度的升高不同配比下的二甲基亚砜/甲醇混合溶液表面张力随温度的升高基本呈线性减小的趋势；同一温度下的二甲基亚砜/甲醇混合溶液表面张力随二甲基亚砜摩尔分数的增大呈现逐渐增大的趋势。
本文利用悬滴实验系统对二甲基亚砜和甲醇在温度范围为303.15-323.15K的表面张力进行了实验研究，并拟合得到了表面张力的计算方程，实验值与拟合方程计算值的最大偏差和平均偏差分别为0.085%, 0.06%和0.16%, 0.089%。在此基础上，测量了摩尔分数在0.1–0.9之间二甲基亚砜/甲醇二元混合溶液在303.15, 308.15, 313.15, 318.15, 323.15K共计5个温度点下的表面张力。可知，不同配比下的二甲基亚砜/甲醇混合溶液，其表面张力随温度的升高均呈线性减小的趋势，测量结果符合物质表面张力随温度的变化规律，可为工程应用提供基础热物性数据。