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表面張力儀的測試原理

來源:空(kong)空(kong) 瀏覽 505 次 發布時間:2022-11-29

具體來(lai)說(shuo)(shuo),構成(cheng)液(ye)體的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)在表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang)(shang)所受(shou)的(de)(de)(de)(de)力(li)與(yu)本體內(nei)的(de)(de)(de)(de)會不相同。在本體內(nei)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)所受(shou)的(de)(de)(de)(de)力(li)是對稱的(de)(de)(de)(de)、平(ping)衡的(de)(de)(de)(de)。而(er)在表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi),受(shou)本體內(nei)分(fen)子(zi)吸引而(er)無(wu)反向(xiang)的(de)(de)(de)(de)平(ping)衡力(li)。這就(jiu)(jiu)是說(shuo)(shuo),它(ta)受(shou)到的(de)(de)(de)(de)是拉入本體內(nei)的(de)(de)(de)(de)力(li)。也就(jiu)(jiu)是說(shuo)(shuo),力(li)圖將表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)積縮小,使這種(zhong)不平(ping)衡的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)趨向(xiang)平(ping)衡狀態(tai)。熱力(li)學的(de)(de)(de)(de)說(shuo)(shuo)法是:要將這體系的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)能(neng)降(jiang)至zui小,這個力(li)就(jiu)(jiu)稱為“表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)”,也說(shuo)(shuo)是單位(wei)面(mian)(mian)(mian)(mian)積上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)自由能(neng)(J/m2),也就(jiu)(jiu)是形成(cheng)或擴(kuo)張(zhang)單位(wei)面(mian)(mian)(mian)(mian)積的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)zui低能(neng)量(liang)。它(ta)的(de)(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)和(he)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(N/m)一致。由于習(xi)慣,常用表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)自由能(neng),它(ta)對液(ye)體表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)物理(li)化學現象(xiang)起著至關重要的(de)(de)(de)(de)作用。在日常生活中,早(zao)晨荷葉上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)露珠、杯子(zi)中的(de)(de)(de)(de)弧(hu)形水面(mian)(mian)(mian)(mian)等均為表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)現象(xiang)。

白金板法

當感(gan)測(ce)白(bai)金(jin)(jin)板(ban)浸(jin)入到被測(ce)液(ye)體(ti)(ti)后,白(bai)金(jin)(jin)板(ban)周圍就會受到表(biao)面(mian)張力(li)的作(zuo)用,液(ye)體(ti)(ti)的表(biao)面(mian)張力(li)會將白(bai)金(jin)(jin)板(ban)盡(jin)量地往下拉(la)。當液(ye)體(ti)(ti)表(biao)面(mian)張力(li)及(ji)其(qi)他相關的力(li)與平衡(heng)力(li)達(da)到均衡(heng)時,感(gan)測(ce)白(bai)金(jin)(jin)板(ban)就會停(ting)止向液(ye)體(ti)(ti)內部(bu)浸(jin)入。這時候,儀器的平衡(heng)感(gan)應(ying)器就會測(ce)量浸(jin)入深(shen)度,并將它(ta)轉化(hua)為液(ye)體(ti)(ti)的表(biao)面(mian)張力(li)值(zhi)。

具(ju)體測(ce)(ce)試過程中,白金板法的測(ce)(ce)試步驟為:

(1)將白金(jin)板浸入(ru)液(ye)體內;

(2)在浸(jin)入狀態下,由感(gan)(gan)應器感(gan)(gan)測平衡值(zhi);

(3)將感應到的平衡(heng)值(zhi)轉(zhuan)化(hua)為表面張力值(zhi),并(bing)顯示出來。

第(di)二、測(ce)試(shi)過程方面:

1、當白金板(ban)或(huo)玻(bo)璃皿不干(gan)凈(jing)(jing)時,測量值會有所(suo)誤差,而且(qie)再現性較差,數(shu)值忽(hu)大(da)忽(hu)小或(huo)持續增(zeng)加或(huo)持續減(jian)小,所(suo)以應力求(qiu)保持干(gan)凈(jing)(jing)。舉例而言,比如在測水(shui)的(de)(de)過程中使(shi)用者將手(shou)指輕輕點水(shui),本(ben)儀器立即會顯示出變化了(le)的(de)(de)較小的(de)(de)張力值,這是是因(yin)為人的(de)(de)手(shou)有油,改變了(le)水(shui)的(de)(de)表面特性。

2、本儀器已經對密度作了一(yi)定的(de)修正。如(ru)果需要保證(zheng)測試的(de)結果的(de)更,請參(can)考附(fu)件中(zhong)的(de)修正表進(jin)行修正。

3、為了(le)達到測(ce)試精度要求(qiu),本公司的白金板均(jun)為特(te)(te)殊(shu)訂制,表(biao)(biao)面進行了(le)特(te)(te)殊(shu)的粗糙度處理(li)。因此(ci)應避免白金板表(biao)(biao)面的劃傷和(he)磨損。如果使用者自行更換而(er)無法測(ce)量準確時,本公司不負任何責(ze)任。

4、根據物理化學原理,事實上在(zai)測試過程(cheng)中對測值(zhi)有(you)影響的自然條件有(you)(1)溫度;(2)氣壓。

5、通常而言液體的表面張力(li)隨溫(wen)(wen)(wen)度的升高(gao)而降低(di)。所(suo)以如果(guo)對(dui)這種變化很(hen)在(zai)意的話建(jian)議您選購一臺我廠(chang)生產的控溫(wen)(wen)(wen)精度為0.1℃帶有制冷功能的恒溫(wen)(wen)(wen)槽以及對(dui)被測(ce)試樣(yang)能進行保溫(wen)(wen)(wen)的樣(yang)品恒溫(wen)(wen)(wen)池。

6、測(ce)量高(gao)揮(hui)發性液(ye)體(ti)時應加快測(ce)試(shi)過程,高(gao)揮(hui)發性液(ye)體(ti)在測(ce)量時很容易粘(zhan)著在白金(jin)板(ban)上,請在做(zuo)重復性測(ce)試(shi)前將白金(jin)板(ban)清洗干凈。

7、測量時發生蒸發現象時,表(biao)面張(zhang)力值會隨(sui)時間的變化而升高。

8、雖然玻璃皿中被測(ce)液體的(de)多少不(bu)會影響到測(ce)值的(de)準確(que)性(xing),但為了妥善起見,請確(que)保液體有5mm高度,約15ml左右。

9、添(tian)加表(biao)面活(huo)性劑(ji)以作表(biao)面張力變化觀察時,請確(que)保(bao)不要將表(biao)面活(huo)性劑(ji)碰到(dao)白金板。

10、測量(liang)過(guo)程中樣品(pin)臺的(de)(de)上升或(huo)下降均(jun)會(hui)影(ying)響到(dao)表面張(zhang)力值,上升時(shi)減(jian)小,下降時(shi)增加。兩者都是誤差的(de)(de)表現之一。