表面张力的测定方法有哪些?表面张力仪的测试原理是什么?

来源:今日热点 | 2023-03-17 14:41:43 |

液体表面张力的测定方法分静态法和动态法。静态法,有毛细管上升法、DuNouy吊环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动态法有旋滴法、震荡射流法和悬滴法等。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液-液界面张力。Wilhelmy 盘法,最大气泡压力法,振荡射流法可以用来测定动态表面张力。

1、 滴重法:滴重法也叫做滴体积法,这种反分法比较精确而且简便。其基本原理是:自一毛细管滴头滴下液体时,液滴的大小与液体的表面张力有关,即表面张力越大,滴下的液滴也越大,二者存在关系式:W=2πRγf (1);γ=W/(2πRf} (2)式中,W为液滴的重量;R为毛细管的滴头半径,其值的大小由测量仪器决定;f为校正系数。一般实验室中测定液滴体积更为方便,因此式(2)又可写为:γ=(Vρg/R)×(1/2πf) (3)式中,V为液滴体积;ρ为液体的密度;f为校正因子。对于特定的测量仪器和被测液体,R和ρ是固定的,在测量过程中,只要测出数滴液体的体积, 就可计算出该液体的表面张力。

2、毛细管上升法:将一支毛细管插入液体中,液体将沿毛细管上升,升到一定高度后,毛细管内外液体将达到衡状态,液体就不再上升了。此时,液面对液体所施加的向上的拉力与液体总向下的力相等。则γ=1/2 ρl−ρg ghrcosθ (1)式中γ为表面张力;r为毛细管的半径;h为毛细管中液面上升的高度;ρl为测量液体的密度;ρg为气体的密度(空气和蒸气;g为当地的重力加速度;θ为液体与管壁的接触角。若毛细管管径很小,而且θ=0时,则上式(1)可简化为γ=12ρghr (2)

表面张力仪的测试原理是什么?

表面张力仪是以鼓泡法为原理的表面张力仪。通过液体分子间的吸引力,液体里面的空气气泡同样会受到这些吸引力的作用,譬如气泡在液体中形成会受到表面张力的挤压。气泡的半径越小,它所有的压力就越大。通过与外部气泡相比,增加的压力可用于测量表面张力。空气经由毛细管进入液体,随着气泡形成外凸,气泡的半径也随之连续不断的减小。这个过程压力会上升到值,气泡半径小。此时气泡的半径等于毛细管半径,气泡成半球状。此后,气泡破裂并脱离毛细管,新气泡继续形成。把过程中的气泡压力特征曲线描绘出来,我们就可以用它来计算出表面张力。


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