表面張力分子示意圖
表面張力,是垂直作用在單位長(zhǎng)度線段上的表面緊縮力;或,將物體表面增大一個(gè)單位所需做的功;表面張力=力/總長(zhǎng)度;單位:N/m。
測(cè)量表面張力的方法根據(jù)測(cè)試原理的不同主要可以分為以下幾種:
毛細(xì)管插入液體后,按靜力學(xué)關(guān)系,液體在毛細(xì)管內(nèi)將上升一定高度,此高度與表而張力值有關(guān)。本法理論完整,方法簡(jiǎn)單,有足夠的精確度,是重要的測(cè)定方法。欲得準(zhǔn)確結(jié)果,應(yīng)注意:
(a)要求毛細(xì)管內(nèi)徑均勻;
(b)液體與毛細(xì)管的接觸角必須是零;
(c)基準(zhǔn)液而應(yīng)足夠大,一般認(rèn)為直徑應(yīng)在10 cm以上液而才能看作平表而;
(d)要校正毛細(xì)管內(nèi)彎曲而上液體質(zhì)量。
把毛細(xì)管捅入液體中,鼓入氣體形成氣泡,壓力升高到一定值時(shí)氣泡破裂,此最大壓差值與表而張力有關(guān),因此也稱最大壓力法。此法設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,但氣泡不斷生成可能擾動(dòng)液而平衡,改變液體表而溫度,因而要控制氣泡形成速度,在實(shí)際操作中常用的是單泡法。
德國(guó)SITA t15 鼓泡壓力法表面張力儀
從一毛細(xì)管滴出的液滴大小與表而張力有關(guān),直接測(cè)定落滴質(zhì)量的叫滴重法,通過測(cè)量落滴體積而推算的叫滴體積法。由于液滴下落的不完整,也需要校正。
從毛細(xì)管中滴出的液滴形狀與表而張力有關(guān)。此法具有完全平衡特點(diǎn),也要有校正因子,但不算太復(fù)雜.主要困難在于保持液油形狀穩(wěn)定不變和防比振動(dòng)。
此法也稱停滴法。置液滴于平板上,它將形成一個(gè)下半段被截去完整的橢圓體,表而張力與密度差及外形有關(guān),在外形中最重要的是其最大半徑值。表達(dá)方式有3種不同計(jì)算方法,本法要求與固體接觸角大于90°。
把一圓環(huán)從液體表而拉出時(shí)最大拉力與圓環(huán)的內(nèi)外半徑可決定表而張力。本法屬經(jīng)驗(yàn)力法,但設(shè)備簡(jiǎn)單,比較常用,要求接觸角為零,環(huán)必須保持水平。
用打毛的鉑片,測(cè)定當(dāng)片的底邊平行液而并剛好接觸液而時(shí)的拉力,由此可算出表而張力,此法具有完全平衡的特點(diǎn)。這是最常用的實(shí)驗(yàn)方法之一,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,不需要密度數(shù)據(jù),也不要作任何校正。它的要求是液體必須很好潤(rùn)濕吊片,保持接觸角為零,測(cè)定容器足夠大。
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