表面張力測試方法

外表張力系數(shù)的測試方法編輯課件凡作用于液體外表，使液體外表積縮小的力，稱為液體外表張力。它產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的外表存在一個(gè)薄層，叫做外表層，外表層里的分子比液體內(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。就象你要把彈簧拉開些，彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢。正是因?yàn)檫@種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如。編輯課件液體外表張力的測定方法分靜力學(xué)法和動(dòng)力學(xué)法靜力學(xué)法：毛細(xì)管上升法、duNoüy環(huán)法、Wilhelmy盤法、旋滴法、懸滴法、滴體積法、最大氣泡壓力法動(dòng)力學(xué)法有震蕩射流法、毛細(xì)管波法

由于動(dòng)力學(xué)法本身較復(fù)雜,測試精度不高,而先前的數(shù)據(jù)采集與處理手段都不夠先進(jìn),致使此類測定方法成功應(yīng)用的實(shí)例很少。因此,迄今為止,實(shí)際生產(chǎn)中多采用靜力學(xué)測定方法。編輯課件毛細(xì)管上升法測定原理：將一支毛細(xì)管插入液體中,液體將沿毛細(xì)管上升,升到一定高度后,毛細(xì)管內(nèi)外液體將到達(dá)平衡狀態(tài),液體就不再上升了。此時(shí),液面對液體所施加的向上的拉力與液體向下的力相等。那么外表張力：γ=ρghr*r/(2cosθ)式中γ為外表張力,r為毛細(xì)管的半徑,h為毛細(xì)管中液面上升的高度,ρ為測量液體的密度,g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?θ為液體與管壁的接觸角。編輯課件Wilhelmy盤法用鉑片、云母片或顯微鏡蓋玻片掛在扭力天平或鏈?zhǔn)教炱缴?測定當(dāng)片的底邊平行面剛好接觸液面時(shí)的壓力,由此得外表張力,公式為:式中,W總為薄片與液面拉脫時(shí)的最大拉力,W片為薄片的重力,l為薄片的寬度,薄片與液體的接觸的周長近似為2l,φ為薄片與液體的接觸角編輯課件懸滴法懸滴法是根據(jù)在水平面上自然形成的液滴形狀計(jì)算外表張力。在一定平面上,液滴形狀與液體外表張力和密度有直接關(guān)系。由Laplace公式,描述在任意的一點(diǎn)P曲面內(nèi)外壓差為：式中R1,R2為液滴的主曲率半徑;z為以液滴頂點(diǎn)O為原點(diǎn),液滴外表上P的垂直坐標(biāo);P0為頂點(diǎn)O處的靜壓力。定義：S=ds/de式中de為懸滴的最大直徑,ds為離頂點(diǎn)距離為de處懸滴截面的直徑式中b為液滴頂點(diǎn)O處的曲率半徑。此式最早是由Andreas,Hauser和Tucker提出,假設(shè)相對應(yīng)與懸滴的S值得到的1/H為,即可求出表(界)面張力。應(yīng)用Bashforth-Adams法,即可算出作為S的函數(shù)的1/H值。因?yàn)榭刹捎枚ㄆ跀z影或測量ds/de數(shù)值隨時(shí)間的變化,懸滴法可方便地用于測定表(界)面張力。編輯課件滴體積法當(dāng)一滴液體從毛細(xì)管滴頭滴下時(shí),液滴的重力與液滴的外表張力以及滴頭的大小有關(guān)。Tate首先提出了表示液滴重力(mg)的簡單關(guān)系式:mg=2πrγ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,實(shí)際體積比計(jì)算的體積小得多。因此Harkins就引入了校正因子,那么更精確的外表張力可以表示為:其中m為液滴的質(zhì)量,V為液滴體積,f為校正因子,可查表得到[16,23]。只要測出數(shù)滴液體的體積,利用(13)式就可計(jì)算出該液體的外表張力。編輯課件最大氣泡壓力法假設(shè)在密度為ρ的液體中,插入一個(gè)半徑為r的毛細(xì)管,深度為t,經(jīng)毛細(xì)管吹入一極小的氣泡,其半徑恰好與毛細(xì)管半徑相等。此刻,氣泡內(nèi)壓力最大。根據(jù)拉普拉斯公式,氣泡最大壓力為：編輯課件差分最大氣泡壓力法差分最大氣泡壓力法最早是由Sugden于1921年提出來的并提出計(jì)算公式,后經(jīng)過Cuny和Wolf等的不斷改進(jìn),原理是:兩個(gè)同質(zhì)異徑的毛細(xì)管插入被