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1、表面张力系数的测试方法凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力。它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法静力学法：毛细管上升法、duNoüy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、毛细管波法由于动力学法本身较复杂,测试精度不
2、高,而先前的数据采集与处理手段都不够先进,致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此,迄今为止,实际生产中多采用静力学测定方法。毛细管上升法测定原理：将一支毛细管插入液体中,液体将沿毛细管上升,升到一定高度后,毛细管内外液体将达到平衡状态,液体就不再上升了。此时,液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。则表面张力：γ=ρghr*r/(2cosθ)式中γ为表面张力,r为毛细管的半径,h为毛细管中液面上升的高度,ρ为测量液体的密度,g为当地的重力加速度,θ为液体与管壁的接触角。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
3、,测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力,由此得表面张力,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为薄片的宽度,薄片与液体的接触的周长近似为2l,φ为薄片与液体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状计算表面张力。在一定平面上,液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace公式,描述在任意的一点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,液滴表面上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
4、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。因为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。滴体积法当一滴液体从毛细管滴头滴下时,液滴的重力与液滴的表面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,实际体积比计算的体积小得多。因此Harkins就引入了校正因子,则更精确
5、的表面张力可以表示为: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[16,23]。只要测出数滴液体的体积,利用(13)式就可计算出该液体的表面张力。最大气泡压力法若在密度为ρ的液体中,插入一个半径为r的毛细管,深度为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:两个同质异径的毛细管插入被测液体中,气泡从毛细管中通过后到达液体中,测量两
6、个毛细管中气泡的最大压力p1和p2,表面张力是压差的函数,计算公式为：Thanks
