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表面张力仪所用到的原理采用的什么科学理论依据?

发布日期: 2022-05-13
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  我们生活中经常会跟表面张力打交道,却清楚认知它。它在清洁洗涤中扮演像汽车、化妆品中的润滑剂那样的角色。液体中分子之间的吸引力是产生表面张力的原因,如果我们观察某种介质的内部分子结构的时候,会发现分子间的吸引力是相同的。因此,分子所受到的各个方向的力是相同的,合力为零。
 
  另一方面,如果分子处于液体表面,液体内部的吸引力作用在一边,另外一边却没有分子作用力的存在。因此,合力的方向是指向液体内部的。从宏观来看,液体表面积会趋向Z小化,液滴将因此趋向变圆。
 
  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Z大值,气泡半径Z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。
 
  那么,表面张力仪是如何测量液体表面张力?
 
  对于测量水与密度小于水的液体间的界面张力时,铂金环向上动,而测量水与密度大于水的液体间的界面张力时环则向下动。
 
  1、测量水与密度小于水的液体之间的界面张力时,先把样品座升高到铂金环浸入水中约5—7mm处,把被测液体小心地加在水的表面上5—10mm的厚度,旋转螺母B,玻璃杯将被调到铂金环处于两种液体的界面处,此后便按照表面张力的测量方法进行。
 
  2、测量水与密度大于水的液体间的界面张力时,铂金环要求作用力向下,把密度大于水的液体放在杯子中使其达到10mm或更深,在这种液体上放进约5mm深的水,把溶液上升直到环浸入水中,使环处在液体的界面上时,指针L保持与红线重合,钢丝的扭力将被增加,铂金环将被向下拉,这时把样品座升高,使得指针L继续与红线重合,当这两种液体之间的薄膜破裂时,刻度盘上的读数便是界面张力M。
 
  使用表面张力仪的感受就是操作简单、测量过程简单,测量过程中使用的是一个测量探针,在测量一些粘稠的样品时,也可以很方便准确地测量出来。
 
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