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对表面张力最初的认识是小学还是初中课本上说,蚊子等小昆虫能够在水面上行走,是由于表面张力的作用。基于这个最初的认识,我一直以为表面张力是一种非常小的力,想必它的测量是很难的。近日由于工作需要,要测液体的表面张力。有个大前提:不花钱,办好事。我查了一定量的资料,决定采用滴体积法测量表面张力。滴体积法测液体表面张力的原理如下:自一毛细管滴头滴下液体时可以发现,液滴的大小(以体积或重量表示)和液体的表面张力有关,研究结果表明,液滴重量W与毛细管滴头半径R有如下的关系http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208010850_380936_1927842_3.jpg式中F为校正系数,Harkins和Brown等自精确的实验与数学分析方法得出校正系数F与V/R3的关系(V为液滴体积),为滴体积法提供了完全且精确的校正系数F表。F表见附表。由上述公式,如果能够尽量精确的测得液滴的重量(或体积、密度),滴管口的半径R,则可以结合F表,得到液体的表面张力数值。因此,要测表面张力,需要有一个装置,能够较自如的控制液体一滴一滴的下落,并且有体积刻度或者配合称重装置。文献中使用的装置如下图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208010851_380937_1927842_3.jpg一看这个图,我就知道它对于我来说是不可能的(还有的文献说要配什么泵之类的)。于是另想办法,理论上能达到使用目的的实验室常用装置有两个:1,微量滴定管,2,吸量管。分别拿来试一下,认为两种管子各有优劣:微量滴定管可以方便调节液体的流速,调好后不受干扰,但是微量滴定管是别的实验室的,要用还得借,而且也怕交叉污染什么的(说表面张力很容易受污染物影响的),另外微量滴定管的最小刻度是0.02ml,而吸量管的最小刻度是0.01ml。吸量管就用1ml的,体积好控制了,1ml放完拉倒,但是需要手动控制液滴的下落,另外,手那个抖啊!抖出来的误差估计也不小。好在经过试验(心态要放平,尽量别抖),我发现这两个办法平行性都还好,用微量滴定管量25滴液体的体积,做了5次,数值分别是1.15ml,1.15ml,1.16ml,1.17ml,1.18ml;用吸量管放1ml液体,测了4次都是24滴。对于我们的实验来说,这个精度足够啦!于是,决定选用吸量管当我的武器。至此,表面张力计算公式中的V算是可以较准确得到了,ρ对于水来说就用1g/ml了,不用那么精确。其他液体浓度很低的话,也用1g/ml,如果偏离较大就测一下,这个不难。G就是9.8N/kg啦。还剩下R和F,而且F还是R与V的函数,知道了R,实验测得V,就可以查表得到F。R怎么测呢?据文献报道,R需要使用显微测量装置测量。您已经猜到了吧,这个显微测量装置对我来说是不可能的。怎么办呢?好在天无绝人之路。有高人专门就这个事发表了文章,使用的是“逼近求法”,这个办法确实是个好办法!思路如下:校正因子F是前人经过精确实验与数学分析方法建立的经验数据,以后又经过一定的改进和补充,逐步得出了现在的方便而完全的校正因子。据此,认为校正因子F是一些“真值”,并结合已知表面张力的液体(30摄氏度下的纯水)拿来反推滴管口径。据 文献报道,30摄氏度下,纯水的表面张力为70mN/m,我测的每滴水的体积是0.0417ml,将这两个数据,以及水的密度、重力加速度常数代入上文表面张力计算公式中得:R=0.5838F[/fo
[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908170954_166085_1610969_3.jpg[/img][color=#00008B]多相体系中相之间存在着界面。习惯上人们仅将气-液,气-固界面称为表面。[/color] 通常,由于环境不同,处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0,但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力,所以该分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液体内部,结果导致液体表面具有自动缩小的趋势,这种收缩力称为表面张力。将水分散成雾滴,即扩大其表面,有许多内部水分子移到表面,就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能。 [color=#DC143C]表面张力是物质的特性,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。[/color] 在293K下水的表面张力为72.75×10-3 N• m-1,乙醇为22.32×10-3 N• m-1,正丁醇为24.6×10-3N• m-1,而水-正丁醇(4.1‰)的界面张力为34×10-3 N• m-1。 表面张力的测值通常有多种方法,目前实验室及教科书中,通常采用的测试方法为最大气泡压法.由于其器材易得,操作方法相对易于学生理解表面张力的原理,因而长期以来是教学的必备方法. [color=#00008B]作为表面张力测试仪器的测试方法,通常有白金板法\白金环法\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等. [/color]
[font=&][size=15px][color=#2f3034]1.Dyne和mN是什么关系,以及cm和m是什么关系。 1 Dyne 其实就是 1 达因,而1 mN 是 1 毫牛。我们知道:1 牛 = 10^5 达因所以,1 毫牛 = 10^5 ÷ 10^3 = 10^2 达因,也就是100达因。 接下来,我们看长度单位:1 m = 100 cm现在,我们可以找出Dyne/cm与mN/m的关系了:1 Dyne/cm = (1 Dyne ÷ 1 cm) = (1/100 mN ÷ 1/100 m) = 1 mN/m 所以,Dyne/cm和mN/m是相等的单位,它们之间没有换算关系,1 Dyne/cm 就是 1 mN/m。 2.产品的表面张力是越大越好吗? 产品的表面张力并不是越大越好,而是需要根据具体的应用场景和需求来确定。表面张力是液体表面分子间相互吸引力的结果,它使得液体表面有收缩的趋势,从而呈现出一种“弹性膜”的特性。在某些情况下,较高的表面张力可能是有益的,比如在一些需要液体形成稳定薄膜或液滴的应用中。然而,在其他情况下,过高的表面张力可能会导致问题,比如影响液体的润湿性、分散性或稳定性。因此,在评估产品的表面张力时,需要综合考虑其在实际应用中的表现和需求。例如,在某些涂料或清洁剂中,可能需要调整表面张力以改善其润湿性和分散性。而在其他应用中,如制备稳定的乳液或泡沫时,则可能需要保持较高的表面张力。[/color][/size][/font]