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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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