作用于液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力它產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層叫做表面層,表面層中的分子比液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離比液體內(nèi)部大一些,分子間的相互作用表現(xiàn)為引力就像簧拉開些,彈簧反而表現(xiàn)出收縮的趨勢(shì)。正是因?yàn)檫@種張力的存在,有些小昆蟲能無拘無束地在水面上行走自如。
地球表面多半被海洋覆蓋,研究海水的表面張力具有一定的實(shí)際意義。用焦利彈簧秤采用拉脫法測(cè)量液體表面張力系數(shù)的
實(shí)驗(yàn)原理清晰,設(shè)備簡單,實(shí)際研究中也常使用本試驗(yàn)采用拉脫法測(cè)量并研究NaCl溶液的表面張力以及其隨溶液濃度和溫度的變化關(guān)系
利用焦利秤采用拉脫法進(jìn)行液體表面張力的測(cè)量用純水和NaCl晶體分別配置不同濃度的NaCl溶液,因?yàn)橐话愫K疂舛燃s3 5%,而死海海水濃度要高得多,因此所配置的NaCl溶液范圍為3 5%~10%,利用控溫裝置分別測(cè)量不同溫度下下濃度為3.5%的海水的表面張力,從而對(duì)不 同地區(qū)海水表面張力的變化進(jìn)行研究,溫度范圍取20℃~80℃,每間隔5℃測(cè)量表面張力值,同時(shí)測(cè)量不同溫度下純水的表面張力,與海水進(jìn)行比較,測(cè)量結(jié)果見圖1和圖 2.
由圖l可以看出NaCI溶液的表面張力隨溶液濃度的升高而減小, 當(dāng)濃度小于2%時(shí)曲線較陡,說明 表面張力減小幅度較大,當(dāng)濃度大于3%時(shí),表面張力隨溶液濃度增 加幾乎呈線性減小.這是因?yàn)闈舛忍?小時(shí),由于儀器本身的誤差與溶液濃度變化所引起的表面張力變化 值相當(dāng),因此這個(gè)濃度范圍測(cè)量是很不 準(zhǔn)確的,因此,用后面的數(shù)據(jù)來分析濃度對(duì)表面張力的影響更為準(zhǔn)確.
由圖2可見,海水的表面張力隨溶液溫度升高而降低,這是因?yàn)橐后w 溫度升高,液體分子之間間距加 大,使得分子間的吸引力減小,表面張力減小.當(dāng)溫度低于45℃時(shí),海水的表面張力隨溫度升高呈明顯線性下降趨勢(shì),但當(dāng)溫度高于44℃ 時(shí).海水表面張力隨溶液溫度升高呈 現(xiàn)兀規(guī)律變化.這是因?yàn)闇囟冉咏覝貢r(shí)溶液溫度和溶液表面上方的氣體溫度差異不是很大,測(cè)量結(jié)果 誤差較小,但當(dāng)溶液溫度遠(yuǎn)高于室溫 時(shí),氣液溫差較大,使得溶液表面溫度降低,增加了測(cè)量誤差,從而造 成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏離原來的規(guī)律性.
T60表面張力儀可用于動(dòng)態(tài)表面張力分析