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表面張力儀的分類
來源：超級(jí)艾蛋木啊 瀏覽 1349 次 發(fā)布時(shí)間:2022-12-05
表面張力儀根據(jù)所使用的技術(shù)不同，按測(cè)試原理可分為如下幾類：這也是測(cè)定液體表面張力的一種最常用的方法，測(cè)定時(shí)將一根毛細(xì)管插入待測(cè)液體內(nèi)部，從管中緩慢地通入惰性氣體對(duì)其內(nèi)的液體施以壓力，使它能在管端形成氣泡逸出。當(dāng)所用的毛細(xì)管管徑較小時(shí)，可以假定所產(chǎn)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(dāng)氣泡的形狀恰為半球形時(shí)，氣泡的曲率半徑為最小，正好等于毛細(xì)管半徑。如果此時(shí)繼續(xù)通入惰性氣體，氣泡便會(huì)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(xì)管上連一個(gè)U型壓力計(jì)，U型壓力計(jì)所用的液體密度為P。兩液柱的高度差為△l，那么氣泡最大壓力△Pmax就能通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定。此時(shí)：
特點(diǎn)
此方法與接觸角無關(guān)，裝置簡(jiǎn)單，測(cè)定快速;經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)可以用于熔融金屬和熔鹽的表面張力測(cè)量。由于氣泡法表面張力儀能夠模擬表面活性劑的隨時(shí)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(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。吊環(huán)法是1863年由Wilhelmy首先提出的，后來，Dognon和Abribat將其改進(jìn)，測(cè)定當(dāng)打毛的鉑片、玻片或?yàn)V紙片的底邊平行界面并剛好接觸(未脫離)界面時(shí)的拉力。要滿足吊片恰好與液面接觸，既可采用脫離法，測(cè)定吊板脫離液面所需與表面張力相抗衡的最大拉力，也可將液面緩慢地上升至剛好與天平懸掛已知重量的吊板接觸，然后測(cè)定其增量，再求得表面張力的值。
吊環(huán)法的基本原理是將浸在液面上的金屬環(huán)(鉑絲制成)脫離液面，其所需的最大拉力，等于吊環(huán)自身重量加上表面張力與被脫離液面周長(zhǎng)的乘積。Timberg和Sondhauss首先使用此法，但DuNouy第一次應(yīng)用扭力天平來測(cè)定此最大拉力。Harkins和Jordan引進(jìn)了校正因子，可以用來測(cè)定純液體表面張力，測(cè)定時(shí)必須注意其表面張力有時(shí)間效應(yīng)。此外，將吊環(huán)拉離液面時(shí)要特別小心，以免液面發(fā)生擾動(dòng)。
特點(diǎn)
由于液膜有一定的厚度，同時(shí)由于上拉環(huán)也將帶起由于液膜有一定的厚度，同時(shí)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，懸滴法實(shí)質(zhì)上是滴外形法的一種。滴外形法是根據(jù)液滴的外形來測(cè)定表面張力和接觸角的方法，既有懸滴法又有躺滴法。其原理是根據(jù)La2place關(guān)于毛細(xì)現(xiàn)象的方程:
△P為表面壓力差，γ為表面張力，R1和R2為曲面半徑。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(zhuǎn)。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。