毛细管法测表面张力原理(毛细管测表面张力的原理)

1.都不是。表面张力是液体膜上的（不是和其他物体接触的地方）。你似乎没有搞清楚什么是表面张力。去看看定义。

毛细管法测表面张力原理(毛细管测表面张力的原理)

毛细管法测表面张力原理(毛细管测表面张力的原理)

2.不然测出来不准。因为公式是按照液体表面与管接触夹角0度计算（也就是毛细管理面液体上表面是个完整的半圆）

3.个人感觉可以。因为上升高度应该取决于表面张力，而表面张力应该可以反映粘滞性（这个不能肯定，不好意思啊。）

力学平衡法：

上升高度h=2表面张力系数cos接触角/（液体密度重力加速度g毛细管半径r）

热力学的不会，抱歉。

可以的。根据弯曲液面的附加压力计算方法拉普拉斯方程进行计算。液体在毛细管内形成的弯曲液面要么是凹向下的，要么是凸向上的。弯曲液面要么是凹向下时毛细管内会有液柱高于开阔液面，凸向上时毛细管内的液柱会低于开阔液面。Δp=2σ/r=-ρgh，由此可以推出σ=-ρghr/2，其中σ为液体的表面张力，r为弯曲液面的曲率半径（可以根据曲面起始点处切线与管壁的夹角、管半径来计算）。我特地找来了物理化学教材，请给个好评。

测液体表面张力系数每次实验都要用全新的毛细管的原因：因为液体的纯净度对其表面张力的影响非常大。杂质会大幅度降低液体的表面张力。

使毛细管端刚好与液面相切，则可忽略气泡鼓泡所需要克服的静压力，减小了实验误，否则插的太深测的是液体的压力，促使液体表面收缩的力叫做表面张力。即液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。

系数测定

液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、duNoüy环法、Wilhelmy盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、气泡压力法；动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和气泡压力法不能用来测液-液界面张力。Wilhelmy盘法，气泡压力法，震荡射流法，毛细管波法可以用来测定动态表面张力。

液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、du Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和气泡压力法不能用来测液- 液界面张力。Wilhelmy 盘法, 气泡压力法, 震荡射流法, 毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂, 测试精度不高, 而先前的数据采集与处理手段都不够先进, 致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此, 迄今为止, 实际生产中多采用静力学测定方法。

1.毛细管上升法

测定原理：

将一支毛细管插入液体中, 液体将沿毛细管上升, 升到一定高度后, 毛细管内外液体将达到平衡状态, 液体就不再上升了。此时, 液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。则表面张力 ：γ=ρghr/(2cosθ)

式中γ为表面张力, r 为毛细管的半径, h 为毛细管中液面上升的高度, ρ为测量液体的密度, g 为当地的重力加速度, θ为液体与管壁的接触角。

2.Wilhelmy 盘法

用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上, 测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力, 由此得表面张力, 公式为:

式中,W 总为薄片与液面拉脱时的拉力,W片为薄片的重力, l 为薄片的宽度, 薄片与液体的接触的周长近似为2l, φ为薄片与液体的接触角

3.悬滴法

悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面张力。在一定平面上, 液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace公式, 描述在任意的一点P 曲面内外压为

式中R1, R2 为液滴的主曲率半径; z 为以液滴顶点O 为原点, 液滴表面上P 的垂直坐标; P0 为顶点O 处的静压力。

定义：S= ds/de

式中de 为悬滴的直径, ds 为离顶点距离为de 处悬滴截面的直径

式中b 为液滴顶点O 处的曲率半径。此式最早是由Andreas, Hauser 和Tucker[15]提出, 若相对应与悬滴的S 值得到的1/H 为已知, 即可求出表( 界) 面张力。应用Bashforth-Adams 法, 即可算出作为S 的函数的1/H 值。因为可采用定期摄影或测量ds/de 数值随时间的变化, 悬滴法可方便地用于测定表( 界) 面张力。

4.滴体积法

当一滴液体从毛细管滴头滴下时, 液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。Tate首先提出了表示液滴重力(mg) 的简单关系式:mg=2πrγ,实验结果表明, 实际体积比按式( 7) 式计算的体积小得多。因此Harkins 就引入了校正因子

, 则更的表面张力可以表示为:

其中m 为液滴的质量, V 为液滴体积, f 为校正因子, 可查表得到。只要测出数滴液体的体积, 利用( 13) 式就可计算出该液体的表面张力

5.气泡压力法

若在密度为ρ的液体中, 插入一个半径为r的毛细管, 深度为t, 经毛细管吹入一极小的气泡, 其半径恰好与毛细管半径相等。此刻, 气泡内压力。根据拉普拉斯公式, 气泡压力为：

6.分气泡压力法

分气泡压力法最早是由Sugden 于1921 年提出来的并提出计算公式, 后经过Cuny和Wolf 等的不断改进, 原理是:两个同质异径的毛细管插入被测液体中, 气

泡从毛细管中通过后到达液体中, 测量两个毛细管中气泡的压力p1 和p2, 表面张力是压的函数, 计算公式为

一般聚合物只在较高的分子量下才表现出较好的物理性质，但分子量高，玻璃化温度也高，为了使它们可以涂布，必须用足够的溶剂将体系的玻璃化温度降低，使T—Tg的数值大到足够使溶液可以流动和涂布。

使毛细管端刚好与液面相切，则可忽略气泡鼓泡所需要克服的静压力，减小了实验误，否则插的太深测的是液体的压力。

只要弯曲程度不大液膜依然可见，润湿周长L稍微增加；寻找的力F也会减小；不过环正下方液体自重部分的误w同步减小；表面张力等于(F-w)/L，个人觉得测得的字也会变小。

扩展资料：

液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和气泡压力法不能用来测液- 液界面张力。

Wilhelmy 盘法, 气泡压力法, 震荡射流法, 毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂, 测试精度不高, 而先前的数据采集与处理手段都不够先进, 致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此, 迄今为止, 实际生产中多采用静力学测定方法。

参考资料来源：

促使液体表面收缩的力叫做表面张力。即液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。如液面被长度为L的直线分成两部分，这两部分之间的相互拉力F是垂直于直线L，并与表面相切。则(见图1)

比例系数σ就是液体的表面张力系数，它表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。

如果液体表面积增大ΔS，液体表面自由能增加ΔE，则表面张力系数σ等于增加单位表面积时，外力所需作的功，也可用下式表示σ=ΔE/ΔS(见图2)

这说明，表面张力系数σ在数值上等于增加单位表面积时所增加的表面能，在等温条件下能转变为机械能的表面内能部分，在热力学中称为表面自由能。从能的角度看，表面张力系数σ就是增加单位表面时所增加的表面自由能。液体表面张力系数的性质表现为：1.液体不同表面张力系数不同。例如，密度小的，容易蒸发的液体表面张力系数小，如液氢和液氦；已熔化的金属表面张力系数则很大；2.表面张力系数随温度的升高而减小，近似地为一线性关系；3.表面张力系数的大小还与相邻物质的化学性质有关；4.表面张力系数还与杂质有关，加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小。一般说来醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质，比水的表面张力系数小得多。例如，在钢液结晶时，加入少量的硼，就是为了促使液态金属加快结晶的速度。

毛细现象与表面张力系数

毛细现象中液体上升、下降高度。h的正负表示上升或下降。

浸润液体上升，接触角为锐角；不浸润液体下降，接触较为钝角。

上升高度h=2表面张力系数/（液体密度重力加速度g液面半径R）。

上升高度h=2表面张力系数cos接触角/（液体密度重力加速度g毛细管半径r