表面张力分子示意图
表面张力,是垂直作用在单位长度线段上的表面紧缩力;或,将物体表面增大一个单位所需做的功;表面张力=力/总长度;单位:N/m。
测量表面张力的方法根据测试原理的不同主要可以分为以下几种:
毛细管插入液体后,按静力学关系,液体在毛细管内将上升一定高度,此高度与表而张力值有关。本法理论完整,方法简单,有足够的精确度,是重要的测定方法。欲得准确结果,应注意:
(a)要求毛细管内径均匀;
(b)液体与毛细管的接触角必须是零;
(c)基准液而应足够大,一般认为直径应在10 cm以上液而才能看作平表而;
(d)要校正毛细管内弯曲而上液体质量。
把毛细管捅入液体中,鼓入气体形成气泡,压力升高到一定值时气泡破裂,此最大压差值与表而张力有关,因此也称最大压力法。此法设备简单,操作方便,但气泡不断生成可能扰动液而平衡,改变液体表而温度,因而要控制气泡形成速度,在实际操作中常用的是单泡法。
德国SITA t15 鼓泡压力法表面张力仪
从一毛细管滴出的液滴大小与表而张力有关,直接测定落滴质量的叫滴重法,通过测量落滴体积而推算的叫滴体积法。由于液滴下落的不完整,也需要校正。
从毛细管中滴出的液滴形状与表而张力有关。此法具有完全平衡特点,也要有校正因子,但不算太复杂.主要困难在于保持液油形状稳定不变和防比振动。
此法也称停滴法。置液滴于平板上,它将形成一个下半段被截去完整的椭圆体,表而张力与密度差及外形有关,在外形中最重要的是其最大半径值。表达方式有3种不同计算方法,本法要求与固体接触角大于90°。
把一圆环从液体表而拉出时最大拉力与圆环的内外半径可决定表而张力。本法属经验力法,但设备简单,比较常用,要求接触角为零,环必须保持水平。
用打毛的铂片,测定当片的底边平行液而并刚好接触液而时的拉力,由此可算出表而张力,此法具有完全平衡的特点。这是最常用的实验方法之一,设备简单,操作方便,不需要密度数据,也不要作任何校正。它的要求是液体必须很好润湿吊片,保持接触角为零,测定容器足够大。
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