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表面張力儀所用到的原理采用的什么科學理論依據?

發布日期: 2022-05-13
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  我們生活中經常會跟表面張力打交道,卻清楚認知它。它在清潔洗滌中扮演像汽車、化妝品中的潤滑劑那樣的角色。液體中分子之間的吸引力是產生表面張力的原因,如果我們觀察某種介質的內部分子結構的時候,會發現分子間的吸引力是相同的。因此,分子所受到的各個方向的力是相同的,合力為零。
 
  另一方面,如果分子處于液體表面,液體內部的吸引力作用在一邊,另外一邊卻沒有分子作用力的存在。因此,合力的方向是指向液體內部的。從宏觀來看,液體表面積會趨向Z小化,液滴將因此趨向變圓。
 
  通過液體分子間的吸引力,液體里面的空氣氣泡同樣會受到這些吸引力的作用,譬如氣泡在液體中形成會受到表面張力的擠壓。氣泡的半徑越小,它所有的壓力就越大。通過與外部氣泡相比,增加的壓力可用于測量表面張力??諝饨浻擅毠苓M入液體,隨著氣泡形成外凸,氣泡的半徑也隨之連續不斷的減小。
 
  這個過程壓力會上升到Z大值,氣泡半徑Z小。此時氣泡的半徑等于毛細管半徑,氣泡成半球狀。此后,氣泡破裂并脫離毛細管,新氣泡繼續形成,把過程中的氣泡壓力特征曲線描繪出來,我們就可以用它來計算出表面張力。
 
  那么,表面張力儀是如何測量液體表面張力?
 
  對于測量水與密度小于水的液體間的界面張力時,鉑金環向上動,而測量水與密度大于水的液體間的界面張力時環則向下動。
 
  1、測量水與密度小于水的液體之間的界面張力時,先把樣品座升高到鉑金環浸入水中約5—7mm處,把被測液體小心地加在水的表面上5—10mm的厚度,旋轉螺母B,玻璃杯將被調到鉑金環處于兩種液體的界面處,此后便按照表面張力的測量方法進行。
 
  2、測量水與密度大于水的液體間的界面張力時,鉑金環要求作用力向下,把密度大于水的液體放在杯子中使其達到10mm或更深,在這種液體上放進約5mm深的水,把溶液上升直到環浸入水中,使環處在液體的界面上時,指針L保持與紅線重合,鋼絲的扭力將被增加,鉑金環將被向下拉,這時把樣品座升高,使得指針L繼續與紅線重合,當這兩種液體之間的薄膜破裂時,刻度盤上的讀數便是界面張力M。
 
  使用表面張力儀的感受就是操作簡單、測量過程簡單,測量過程中使用的是一個測量探針,在測量一些粘稠的樣品時,也可以很方便準確地測量出來。
 
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