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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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