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界面張力測(cè)定儀的原理

發(fā)布日期:2024-03-13        訪問次數(shù):538

界面張力測(cè)定儀(Interfacial Tension Meter)是一種用于測(cè)量液體界面張力的儀器,它可以用來測(cè)量液體與液體之間或液體與氣體之間的界面張力。其原理基于靜電平衡法、環(huán)法或振蕩桿法等多種原理,其中最常見的是環(huán)法和靜電平衡法。

靜電平衡法(Wilhelmy Plate Method):

在這種方法中,通常使用一塊精確稱量的板或環(huán)(Wilhelmy Plate),將其浸入待測(cè)液體中,然后通過測(cè)量液體表面附著在板或環(huán)上的液體重量來確定界面張力。


1.裝置結(jié)構(gòu):



2.通常使用一個(gè)平行板式傳感器,其一個(gè)端口放置在液體中,另一個(gè)端口連接一個(gè)負(fù)載細(xì)致的電子天平。



3.靜電平衡:



4.當(dāng)板或環(huán)浸入液體中時(shí),液體會(huì)與其表面發(fā)生相互作用,形成一個(gè)靜電平衡。這時(shí)液體會(huì)在板或環(huán)上形成一個(gè)平面,稱為接觸角。這個(gè)接觸角受到液體表面張力和板或環(huán)的靜電力的影響。



5.測(cè)量液體重量:



6.當(dāng)液體與板或環(huán)發(fā)生接觸時(shí),可以通過電子天平測(cè)量板或環(huán)的重量,包括液體附著的重量。由于板或環(huán)的尺寸已知,因此可以計(jì)算出液體的表面張力。



7.計(jì)算界面張力:



8.根據(jù)靜電平衡的原理,可以使用表面張力測(cè)定儀的軟件或計(jì)算公式計(jì)算出液體的界面張力,通常以單位長(zhǎng)度的表面張力(如mN/m)表示。


環(huán)法(Du Noüy Ring Method):

在這種方法中,一個(gè)環(huán)被部分浸入待測(cè)液體中,然后通過測(cè)量液體與環(huán)表面之間的張力來確定界面張力。


9.環(huán)的浸入:



10.一個(gè)精確稱量的環(huán)被部分浸入待測(cè)液體中,環(huán)的形狀和尺寸事先已知。



11.張力測(cè)量:



12.當(dāng)環(huán)被部分浸入液體中時(shí),液體會(huì)在環(huán)表面上形成一個(gè)接觸角。通過施加一個(gè)外部力(通常是垂直向上的力),測(cè)量液體與環(huán)之間的張力,直到液體從環(huán)表面脫落。



13.計(jì)算界面張力:



14.通過測(cè)量環(huán)被液體拉起的力,結(jié)合環(huán)的尺寸和幾何參數(shù),可以計(jì)算出液體的界面張力。


不論采用哪種原理,界面張力測(cè)定儀通過測(cè)量液體表面形成的接觸角以及與測(cè)量裝置的交互作用來確定液體的界面張力。


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