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表面張力測量儀的工作原理

更新時間:2021-01-11點擊次數(shù):3230

什么是表面張力?

*,我們可以根據分子間的互相吸引力來解釋液體的性質。而表面張力、界面張力以及相類似的現(xiàn)象就是用來解釋分子內聚力的基本物理現(xiàn)象。

具體來說,構成液體的分子在表面上所受的力與本體內的會不相同。在本體內的分子所受的力是對稱的、平衡的。而在表面上的分子,受本體內分子吸引而無反向的平衡力。這就是說,它受到的是拉入本體內的力。也就是說,力圖將表面積縮小,使這種不平衡的狀態(tài)趨向平衡狀態(tài)。

熱力學的說法是:要將這體系的表面能降至小,這個力就稱為“表面張力”,也說是單位面積上的自由能(J/m2),也就是形成或擴張單位面積的界面所需的低能量。它的數(shù)值和表面張力(N/m)一致。由于習慣,常用表面張力表示表面自由能,它對液體表面的物理化學現(xiàn)象起著至關重要的作用。在日常生活中,早晨荷葉上的露珠、杯子中的弧形水面等均為表面張力現(xiàn)象。

什么是表面張力.

表面張力儀的工作原理

表面張力儀根據所使用的技術不同,按測試原理可分為如下幾類:

1.氣泡壓力法

這也是測定液體表面張力的一種常用的方法,測定時將一根毛細管插入待測液體內部,從管中緩慢地通入惰性氣體對其內的液體施以壓力,使它能在管端形成氣泡逸出。當所用的毛細管管徑較小時,可以假定所產生的氣泡都是球面的一部分,但是氣泡在生成及發(fā)展過程中,氣泡的曲率半徑將隨惰性氣體的壓力變化而改變,當氣泡的形狀恰為半球形時,氣泡的曲率半徑為小,正好等于毛細管半徑。

如果此時繼續(xù)通入惰性氣體,氣泡便會猛然脹大,并且迅速地脫離管端逸出或突然破裂。如果在毛細管上連一個U型壓力計,U型壓力計所用的液體密度為P.兩液柱的高度差為△l,那么氣泡z大壓力△Pmax就能通過實驗測定。

特點

此方法與接觸角無關,裝置簡單,測定快速;經過適當?shù)脑O計可以用于熔融金屬和熔鹽的表面張力測量。由于氣泡法表面張力儀能夠模擬表面活性劑的隨時間的變化情況,并且可以繪制完整的表面張力變化曲線,在工業(yè)生產中應用廣泛。

表面張力儀的工作原理.

2.吊環(huán)法

特點

由于液膜有一定的厚度,同時由于上拉環(huán)也將帶起由于液膜有一定的厚度,同時由于上拉環(huán)也將帶起若干液體,并且環(huán)的半徑和被拉起的液膜的半徑稍有不同,所以吊環(huán)法的精度稍低。

表面張力儀的應用.

3.白金板法

當感測白金板浸入到被測液體后,白金板周圍就會受到表面張力的作用,液體的表面張力會將白金板盡量地往下拉。當液體表面張力及其他相關的力與平衡力達到均衡時,感測白金板就會停止向液體內部浸入。這時候,儀器的平衡感應器就會測量浸入深度,并將它轉化為液體的表面張力值。

具體測試過程中,白金板法的測試步驟為:

(1)將白金板浸入液體內;

(2)在浸入狀態(tài)下,由感應器感測平衡值;

(3)將感應到的平衡值轉化為表面張力值,并顯示出來。

4.懸滴法

懸滴法實質上是滴外形法的一種。滴外形法是根據液滴的外形來測定表面張力和接觸角的方法,既有懸滴法又有躺滴法。

5.旋滴法

在樣品管中裝入高密度的液體,再加入少量低密度液體,密閉后,將其置于旋滴儀中使其以X角速度旋轉。在離心力、重力及表面張力作用下,低密度液體在高密度液體中形成圓柱形液滴。

表面張力儀的應用

表面張力儀適用于油水的界面測試。應用于油漆、涂料行業(yè);農藥,電鍍行業(yè);化妝品,食品行業(yè);水處理,電力行業(yè);生物工程,各大專院校等行業(yè)。

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