前言

在溶液的表面吸附实验当中,我们通过压差计可以读得溶液表面压力差,借此做出$\sigma - c$曲线和$\mathit\Gamma - c$两条曲线,以此求得最后所需要的$\mathit\Gamma_{\infin}$。但是如果采取纯手绘的方式,会引入较大的实验误差,且给实验数据处理带来较大的工作量,所以我们考虑借助计算机辅助绘图,此处使用Excel和Origin进行数据处理和非线性拟合绘图。

数据处理环境:Origin2019b,Office365套件下Excel365

实验数据初步处理

20摄氏度实验数据

30摄氏度实验数据

数据为个人实验过程记录,并非标准数据,仅供参考。

通过简单的Excel数据处理,我们可以得到以上表格,其中单位$mmH_2O$与单位$Pa$之间的换算为

$$ P(Pa)=9.80638 \times P(mmH_2O) $$

又我们已知蒸馏水的压差$\Delta P_水$和表面张力$\sigma _ 水$,故可以由下式求出仪器常数$K$:

$$ K=\frac{\sigma _水}{\Delta P _水} $$

通过该仪器常数可以根据其他浓度下的压力差计算得到表面张力。公式为:$\sigma =K \Delta P$,随后即可绘制$\sigma - c$曲线并进行拟合。

同时,乙醇溶液体积分数与浓度$c(mol/L)$之间的换算关系为:

$$ c=\frac{\varphi \times 1000 \times 0.7893}{46}(mol/L) $$

绘图并拟合曲线

导入数据并绘制散点图

此处以20摄氏度时所测得实验数据,导入Origin后进行简单的分类,最终得到以下表格

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这个表格便是我们需要进行绘图的数据,首先绘制$\sigma - c$曲线。与之前雷诺校正图类似,选择表面张力与浓度的数据并绘制散点图,在调整完坐标轴格式和点的大小后得到下图