表面张力实验指导书

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1、表面张力和接触角测量实验指导书及实验报告实验组员：扌艮告冗成人：实验日期：教师签字：报告成绩:一、实验目的1.了解Wilhelmy吊片法的测量原理和方法2.掌握使用KRUSSK12表而张力仪测量表而张力和接触角的方法3.测量金属片与水、丙酮的接触角4.测量盖玻片与水、丙酮的接触角二、实验设备KRUSSK12表而张力仪是德国KRUSS公司生产的。可用于液体表面张力及界面张力、密度、固体表面自由能、接触角、固体表面润湿长度等的测量。具有全自动、高精度等特点，还能够进行人批量测量。技术数据如下：图1KRUSSK12表而张力仪表2-1KRUSSK12

2、表面张力仪基本参数（需要填写）测量范围:测最精度：测量温度范围：测重范围：测重精度：三.实验原理1.表面张力的测量在液体表面膜中，存在着使液体表面积缩小的力，称为表面张力。表面张力永远和液体表面和切。液体分了间的力引起净吸引力，而净吸引力引起表面张力。液体表面上的分子受到的净吸引力取决于分子结构，因此，表面张力与物质的本性有关。实验中釆用Wilhelmy吊片法，吊片法由Wilhelmy于1863年首次提出，经发展该技术己口趋成熟，成为躺滴法之后最为广泛使用的方法。其基本的测量原理如图2所示。测量方法是将钳丝制成的薄片挂在屯子天平上，浸入待测液

3、体中，再缓慢拉出，测试拉力。当钳片与液面脱离时，需要的垠大拉力F与沿片周长上液体表面反抗向上的拉力和等。由此得到表面张力和和拉力的平衡：F=yL实际上，z=F/(Lcos^),0为钳片与液体表面的接触角，通常认为是0。图6Wilhelmy吊片法1.待测薄板2.金属丝3.电子天平4•记录器1.测试单元6.测试液体7.可移动平台8.升降平台装置9.电机10.支架11•盖子图2吊片法测量表而张力的原理2.接触角的测量将液体置于固体表面上，其平衡形状取决于固体表面能、液体农面能以及固液界面能Z间的关系。达到平衡的总界面能最小。在固液表面接触界面处形成

4、的和对面间角称为接触角。接触角的测量方法如F：通过钳片和液体的表面张力实验可以得到液体的表面张力Y,又测得与样片接触的液体的周长L,由公式(2)即可计算出接触角B。/=F/(Leos0)(2)四、实验步骤1.开机。2.将待测液体倒入仪器自带的洗净的容器中，并将其放置在样品台上。3.通过钳片测液体表而张力。>安装钳片：先通过仪器左侧的旋纽固定卡头，将钠片上细杆插入卡头，再松开卡头。>通过仪器右侧的旋钮调节液面位置，使其与钳片的下沿接近。>启动表面张力测量程序，建立测试项口，开始。系统将口动完成钠片浸入拉出动作及数据的检测与处理。>杳看并记录结果

5、。>卸下钳片：先固定卡头，再拔F钳片。>清洗钳片和容器，将他们归位。4.测量吊片和液体的接触角>测量试件的尺寸。>安装试件，同安装钳片的方法。>启动接触角测量程序，建立测试项目，开始测量最大拉力F。>查看并记录结杲F,并通过步骤3测最所得的表面张力丫，利用公式(2)计算接触角。>卸下试件：做法同上。>处理液体，清洗试件和容器，将它们归位。5.更换吊片，重复步骤4。6.退出程序。关机。五、实验结果(需要填写)1.试件1的实验结果试件名称试件尺寸宽咼厚试件1与水的实验结果水的表面张力Y(Mn/m)试件1与水的最人拉力F123计算水与试件1的接触角

6、(°)均值试件1与丙酮的实验结果丙酮的表面张力Y(Mn/m)试件1与丙酮的最大拉力F123计算丙酮与试件1的接触角(°)均值2.试件2的实验结果试件名称试件尺寸宽咼厚试件2与水的实验结果水的表而张力Y(Mn/m)试件1与水的最大拉力F123计算水与试件2的接触角(。)均值试件2与丙酮的实验结果丙酮的表面张力Y(Mn/m)试件1与丙酮的最大拉力F123计算丙酮与试件2的接触角(。)均值六、结果分析和讨论（需要填写）1.总结同一巾片试件条件下，水和丙酮的接触角的区别；并分析其原因。2.分析同一液体条件下，不同吊片对接触介的影响。