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表面張力儀所用到的原理採用的什麼科學理論依據·☁?

釋出日期╃│✘•✘: 2022-05-13
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  我們生活中經常會跟表面張力打交道◕☁▩,卻清楚認知它▩•│◕☁。它在清潔洗滌中扮演像汽車•◕✘✘、化妝品中的潤滑劑那樣的角色▩•│◕☁。液體中分子之間的吸引力是產生表面張力的原因◕☁▩,如果我們觀察某種介質的內部分子結構的時候◕☁▩,會發現分子間的吸引力是相同的▩•│◕☁。因此◕☁▩,分子所受到的各個方向的力是相同的◕☁▩,合力為零▩•│◕☁。
 
  另一方面◕☁▩,如果分子處於液體表面◕☁▩,液體內部的吸引力作用在一邊◕☁▩,另外一邊卻沒有分子作用力的存在▩•│◕☁。因此◕☁▩,合力的方向是指向液體內部的▩•│◕☁。從宏觀來看◕☁▩,液體表面積會趨向Z小化◕☁▩,液滴將因此趨向變圓▩•│◕☁。
 
  透過液體分子間的吸引力◕☁▩,液體裡面的空氣氣泡同樣會受到這些吸引力的作用◕☁▩,譬如氣泡在液體中形成會受到表面張力的擠壓▩•│◕☁。氣泡的半徑越小◕☁▩,它所有的壓力就越大▩•│◕☁。透過與外部氣泡相比◕☁▩,增加的壓力可用於測量表面張力▩•│◕☁。空氣經由毛細管進入液體◕☁▩,隨著氣泡形成外凸◕☁▩,氣泡的半徑也隨之連續不斷的減小▩•│◕☁。
 
  這個過程壓力會上升到Z大值◕☁▩,氣泡半徑Z小▩•│◕☁。此時氣泡的半徑等於毛細管半徑◕☁▩,氣泡成半球狀▩•│◕☁。此後◕☁▩,氣泡破裂並脫離毛細管◕☁▩,新氣泡繼續形成◕☁▩,把過程中的氣泡壓力特徵曲線描繪出來◕☁▩,我們就可以用它來計算出表面張力▩•│◕☁。
 
  那麼◕☁▩,表面張力儀是如何測量液體表面張力·☁?
 
  對於測量水與密度小於水的液體間的介面張力時◕☁▩,鉑金環向上動◕☁▩,而測量水與密度大於水的液體間的介面張力時環則向下動▩•│◕☁。
 
  1•◕✘✘、測量水與密度小於水的液體之間的介面張力時◕☁▩,先把樣品座升高到鉑金環浸入水中約5—7mm處◕☁▩,把被測液體小心地加在水的表面上5—10mm的厚度◕☁▩,旋轉螺母B◕☁▩,玻璃杯將被調到鉑金環處於兩種液體的介面處◕☁▩,此後便按照表面張力的測量方法進行▩•│◕☁。
 
  2•◕✘✘、測量水與密度大於水的液體間的介面張力時◕☁▩,鉑金環要求作用力向下◕☁▩,把密度大於水的液體放在杯子中使其達到10mm或更深◕☁▩,在這種液體上放進約5mm深的水◕☁▩,把溶液上升直到環浸入水中◕☁▩,使環處在液體的介面上時◕☁▩,指標L保持與紅線重合◕☁▩,鋼絲的扭力將被增加◕☁▩,鉑金環將被向下拉◕☁▩,這時把樣品座升高◕☁▩,使得指標L繼續與紅線重合◕☁▩,當這兩種液體之間的薄膜破裂時◕☁▩,刻度盤上的讀數便是介面張力M▩•│◕☁。
 
  使用表面張力儀的感受就是操作簡單•◕✘✘、測量過程簡單◕☁▩,測量過程中使用的是一個測量探針◕☁▩,在測量一些粘稠的樣品時◕☁▩,也可以很方便準確地測量出來▩•│◕☁。
 
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