液体表面张力的系数测定(附不同型号表面张力仪对比图)|贤集网

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甲烷二氧化碳表皮张力的测定法律办法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、du Noüy环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和最大气泡压力法必须用来测液-液界面张力。Wilhelmy盘法,最大气泡压力法,震荡射流法,毛细管波法还可以用来测定动态表皮张力。并且动力学法这些较错综复杂,测试精度不高,而先前的数据派发与补救手段全部都是够先进,致使此类测定法律办法成功应用的实例很少。并且,迄今为止,实际生产中多采用静力学测定法律办法。

毛细管上升法 测定原理:



将一支毛细管插入甲烷二氧化碳中,甲烷二氧化碳将沿毛细管上升,升到一定层厚后,毛细管内外甲烷二氧化碳将达到平衡具体情况,甲烷二氧化碳就不再上升了。此时,液面对甲烷二氧化碳所施加的向上的拉力与甲烷二氧化碳向下的力相等。则表皮张力:γ=ρghr*r/(2cosθ)。

式中γ为表皮张力,r为毛细管的半径,h为毛细管中液面上升的层厚,ρ为测量甲烷二氧化碳的密度,g为当地的重力加时延,θ为甲烷二氧化碳与管壁的接触角。

Wilhelmy盘法 用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上,测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力,由此得表皮张力,公式为:



式中,W总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力,l为薄片的层厚,薄片与甲烷二氧化碳的接触的周长近似为2l,φ为薄片与甲烷二氧化碳的接触角。

悬滴法 悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形态学 计算表皮张力。在一定平面上,液滴形态学 与甲烷二氧化碳表皮张力和密度有直接关系。由Laplace公式,描述在任意的这些P曲面内外压差为:



式中R1,R2为液滴的主曲率半径;z为以液滴顶点O为原点,液滴表皮上P的垂直坐标;P0为顶点O处的静压力。

定义:S=ds/de

式中de为悬滴的最大直径,ds为离顶点距离为de处悬滴截面的直径。

式中b为液滴顶点O处的曲率半径。此式最早是由Andreas,Hauser和Tucker提出,若相对应与悬滴的S值得到的1/H为已知,即可求出表(界)面张力。应用Bashforth-Adams法,即可算出作为S的函数的1/H值。并且可采用定期摄影或测量ds/de数值随时间的变化,悬滴法可方便地用于测定表(界)面张力。

滴体积法 当一滴甲烷二氧化碳从毛细管滴头滴下时,液滴的重力与液滴的表皮张力以及滴头的大小有关。Tate首先提出了表示液滴重力(mg)的简单关系式:mg=2πrγ,实验结果表明,实际体积比按式(7)式计算的体积小得多。并且Harkins就引入了校正因子



,则更精确的表皮张力还可以表示为:

其中m为液滴的质量,V为液滴体积,f为校正因子,可查表得到。我希望测出数滴甲烷二氧化碳的体积,利用(13)式就可计算出该甲烷二氧化碳的表皮张力。

最大气泡压力法 若在密度为ρ的甲烷二氧化碳中,插入有有一一五个 半径为r的毛细管,层厚为t,经毛细管吹入一极小的气泡,其半径恰好与毛细管半径相等。此刻,气泡内压力最大。根据拉普拉斯公式,气泡最大压力为:



差分最大气泡压力法

差分最大气泡压力法最早是由Sugden于1921年提出来的并提出计算公式,后经过Cuny和Wolf等的不断改进,原理是:有有一一五个 同质异径的毛细管插入被测甲烷二氧化碳中,气泡从毛细管中通完后 到达甲烷二氧化碳中,测量有有一一五个 毛细管中气泡的最大压力p1和p2,表皮张力是压差的函数,计算公式为:

附:不同型号表皮张力仪对比图