1、表面張力系數(shù)的測試方法,凡作用于液體表面，使液體表面積縮小的力，稱為液體表面張力。它產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層，表面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。,液體表面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、du Noy 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

2、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。,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)外液體將達(dá)到平衡狀態(tài), 液體就不再上升了。此時(shí), 液面對(duì)液體所施加的向上的拉力與液體向下的力相等。則表面張力 ：=ghr*r/(2cos) 式中為表面張力, r 為毛細(xì)管的半徑, h 為毛細(xì)管中液面上升的高度, 為測量液體的密度, g 為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? 為液體與管壁的接觸角。,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

3、面時(shí)的壓力, 由此得表面張力, 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, 為薄片與液體的接觸角,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)算表面張力。在一定平面上, 液滴形狀與液體表面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), 液滴表面上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

4、滴頂點(diǎn)O 處的曲率半徑。此式最早是由Andreas, Hauser 和Tucker提出, 若相對(duì)應(yīng)與懸滴的S 值得到的1/H 為已知, 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。,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表面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=2r,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 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, 則更精確的表面張力可以表示為: 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)算出該液體的表面張力。,最大氣泡壓力法,若在密度為的液體中, 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：,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