表面张力的测定讲解
物理实验技术中的表面张力测量方法与技巧
螺旋浮漂法是另一种常用的表面张力测量方法。具体步骤如下：
1.准备一定长度的细棒或细线，并将其一端固定在平台上，使其垂直于平台。
2.在细棒或细线上，依次系上一块小纸片，一枚针头和一枚螺旋状的浮漂。
3.将浸渍有测量液体的细棒或细线缓慢地拉出平台，直到浮漂开始浮起。
4.注意观察浮漂的上下运动，根据浮漂的运动方向判断表面张力的大小。
物理实验技术中的表面张力测量方法与技巧
引言：表面张力是指液体在其与气体界面上所呈现出来的作用力。在物理实验中，表面张力的测量是非常关键的，因为它涉及到液体的性质Байду номын сангаас相互作用力。本文将介绍一些常用的表面张力测量方法与技巧。
一、纸针法
纸针法是一种比较简单的测量表面张力的方法。具体步骤如下：
1.准备一片平整的玻璃板，并将其表面用软布擦拭干净，以保证测量的准确性。
3.在使用纸针法时，要注意避免纸针与液体交界处形成气泡，以保证测量的准确性。
4.在使用螺旋浮漂法时，要注意观察浮漂的运动方向，根据规律进行判断。
5.在使用凸轮法时，要确保实验装置的稳定性和准确性，避免其他因素对测量结果产生影响。
结论：表面张力测量在物理实验中具有重要的意义，它涉及到液体的性质以及与环境的相互作用。纸针法、螺旋浮漂法和凸轮法是三种常用的表面张力测量方法，每种方法都有其特点和适用情况。通过正确的操作技巧以及注意事项，可以有效地测量出液体的表面张力，为物理实验提供重要的数据支持。
4.当容器内的磁铁开始快速旋转时，自由悬挂的磁铁也会受到液体表面张力的作用，产生一定的位移。
5.利用传感器等仪器，记录自由悬挂磁铁的位移和时间，从而计算出液体的表面张力。
技巧与注意事项：
1.在进行表面张力测量前，要确保实验环境没有干扰因素，如风、震动等。
表面张力的测量与应用
表面张力的测量与应用一、什么是表面张力表面张力是指液体表面的分子间相互作用力，使液体表面呈现出一种紧绷的状态。
液体分子内部相互吸引力较大，而表面上的分子没有相同方向的吸引力，所以呈现出了表面张力。
表面张力的大小决定了液体在表面上的形态和行为。
二、表面张力的测量方法1. 滴下法滴下法是测量表面张力最常用的方法之一。
它通过计算液滴在一根细管或注射器针头上所受重力与液滴下降速度之间的关系，来间接测量表面张力。
通过实验测量出的液滴的形状和下降速度，可以得到液体的表面张力。
2. 破裂法破裂法是另一种常用的测量表面张力的方法。
它利用拉伸膜的形成和破裂，来计算表面张力。
通过将液体置于两个平行的环形支架之间，使液体形成一个连续的膜。
然后，逐渐加大环形支架间的距离，直到膜破裂为止。
通过测量距离和破裂时间，可以得到液体的表面张力。
3. 悬滴法悬滴法是一种用悬浮滴静力平衡来测量表面张力的方法。
通过调节液滴和密度对数分别处于静态平衡，可以知道液体表面张力的数值。
三、表面张力的应用1. 液滴形状控制利用表面张力的原理，可以控制液滴的形状。
在工业生产中，经常需要控制液滴的大小和形状，以确保产品的质量。
例如，在油漆喷涂中，通过调节喷嘴的压力和液体的黏度，可以控制液滴的喷射速度和大小，从而实现均匀涂料的喷涂。
2. 液滴运输和悬滴液表面张力可以使液滴保持球状，这使得液滴可以在不使用容器的情况下悬浮或传输。
例如，蚊子的腿上覆盖有一层液滴，通过表面张力的作用，这些液滴可以帮助蚊子行走在水面上，而不被湿润和沉没。
此外，表面张力还可以应用于微流体领域，如微芯片、生物传感器和微流控系统。
通过调控液滴和表面张力，可以实现微流体的精确控制和分离。
3. 表面活性剂的应用表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化学物质。
表面张力的下降使得液滴变得更易于湿润和渗透，增强了液体与其他物质的相互作用。
因此，表面活性剂广泛应用于洗涤剂、乳化剂、泡沫剂、药物输送系统等领域。
测定表面张力的方法
测定表面张力的方法一、引言表面张力是物体表面上分子间相互作用力的一种体现，是液体表面分子所受到的内聚力的结果。
测定表面张力的方法有多种，本文将介绍其中的几种常见方法。
二、测定方法1. 悬滴法悬滴法是最常见的测定表面张力的方法之一。
首先，将待测液体滴在一根细管或毛细管的顶端，使其形成一个悬滴。
然后，通过调整悬滴的大小和重力平衡，可以测量得到悬滴的直径和长度。
根据悬滴的形状和重力平衡条件，可以计算出液体的表面张力。
2. 静水压法静水压法是一种间接测定表面张力的方法。
首先，将待测液体注入一个垂直装置的细管中，使其形成一定高度的柱状液体。
然后，通过测量液柱的高度和液体的密度，可以计算出液体的表面张力。
3. 振荡法振荡法是一种利用振荡频率来间接测定表面张力的方法。
在实验中，将一根细线或细棒放在液体表面上，然后施加一个小的外力使其振动。
通过测量振动的频率和细线或细棒的质量，可以计算出液体的表面张力。
4. 粘度法粘度法是一种利用液体的粘度来测定表面张力的方法。
在实验中，将待测液体注入一个粘度计中，通过测量液体在粘度计中的流动速度和粘度计的尺寸，可以计算出液体的表面张力。
5. 破裂法破裂法是一种直接测定表面张力的方法。
在实验中，将待测液体注入一个特殊的装置中，通过增加液体的体积，最终使液体破裂。
根据液体的破裂高度和装置的几何参数，可以计算出液体的表面张力。
三、实验注意事项1. 实验环境应保持清洁，避免灰尘和杂质对实验结果的影响。
2. 实验装置应精确校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
3. 实验过程中应注意安全，避免液体的溅出和烫伤等意外情况的发生。
4. 不同的测定方法适用于不同类型的液体，选择合适的方法进行测定。
四、应用领域测定表面张力的方法在许多领域都有广泛的应用。
例如，在材料科学中，测定表面张力可以帮助研究材料的润湿性和涂覆性能；在生物医学领域，测定表面张力可以用于研究细胞和组织的表面特性；在化学工程中，测定表面张力可以用于优化某些化学反应的条件等。
-表面张力测定方法
2)当同时考察温度、 压力和气氛对表面张力的影 响时,悬滴法是最有效的方法之一。
式中 C为表面张力, v Q是液相与气相的密度差, g是重力加速度, h为液面上升高度, r为毛细管半径, H是固- 液接触角。只要测得液柱上升(或下降)高度和固- 液接触 角, 就可以确定液体的表面张力。
应用此法测定液体表面张力, 要求固- 液面接触角 H最好为 零。当精确测量时,需要对毛细管内液面上升高度 h进行校正。 当液面位置很 难测准时,可通过测量两根毛细管的高度差计算 表面张力,其计算公式为:
三、总结
1)在实际测量表面张力时, 可以根据要求的实 验精度、温度压力和设备的实现难易程度 来选择。当要求精度比较高时, 可以采用毛细管上升法、 最
大气泡压力法、 Wihel my吊片法, 否则可以选择 DuNouy吊环法、 悬滴法或旋滴法。当温度和压力比较高的时候,可以采用毛细管 上升法、 滴体积法、 旋滴法、悬滴法、最大气泡压力法和震荡 射流法进行测定。
h1、 h2分别为两毛细管液面上升高度, r1、r2分别为两毛细管半径。
2.最大气泡压力法
测定时将一根毛细管插入待测液体内部, 从管中缓慢地通入惰性 气体对其内的液体施以压力, 使它能在管端形成气泡逸出。当所用 的毛细管管径较小时,可以假定所产生的气泡都是球面的一部分,但 是气泡在生成及发展过程中,气泡的曲率半径将随惰性气体的压力 变化而改变,当气泡的形状恰为半球形时,气泡的曲率半径为最小,正 好等于毛细管半径。如果此时继续通入惰性气体, 气泡便会猛然胀 大,并且迅速地脱离管端逸出或突然破裂。如果在毛细管上连一个 U 型压力计, U型压力计所用的液体密度为 Q , 两液柱的高度差为v l , 那么气泡最大压力v Pmax就能通过实验测定。此时
实验一表面张力的测定详解
2
3
平均
表面张力
（达因/ 厘米）
表面张力 降低
%
自来水
2.5%高效 氯氰菊酯 乳油500溶 液
10%吡虫 啉可湿性 粉剂1000
溶液
σ1/σ2 = N1/N2 或σ1×N1 =σ2×N2 σ1，σ2——两种液体的表面张力。 N1，N2——两种液体的滴数。 如果已知道两种液体中的一种液体的表
面张力（如：蒸馏水20℃时表面张力为 72.75达因/厘米），即可根据以上公式求 出另一种液体表面张力的相对值。
三.实验材料
3.1 药品与试剂 1%洗衣粉液、蒸馏水、自来水、10%吡
二.实验原理
在液滴脱离管口的那一刹那，该液滴的 重力等于该液滴的表面张力，可见液体 表面张力和一定容量液体自滴重器内流 出的滴数成反比，即流出液体表面张力 越大，液滴的体积也愈大，而流出的液 滴数就愈少，两种液体的表面张力之比， 等于同体积分别从同一根滴重器流出时 滴数的反比，得出以下公式：
二.实验原理
一.实验目的
表面张力小，例如减低到50达因/厘米时（蒸馏 水20℃时表面张力为72.75达因/厘米）药剂的 湿润展布能力增长，药效提高。乳油加水稀释 后，由于乳化剂的作用使原油分散成细小的油 珠，油珠直径小5微米以下，乳液稳定，洒布 均匀，覆盖面积大，药效高，并且对作物不易 发生药害，油珠直径大（10微米以上），乳液 不稳定，不仅药效低，而且容易发生药害。因 此，检查乳液中的油珠大小，可以作为鉴定乳 油质量的一项指标。
五.实验作业
根据实验，将测定结果填入各表中，求 出洗衣粉、2.5%高效氯氰菊酯乳油500溶 液、10%吡虫啉可湿性粉剂1000溶液对 水表面张力下降低的程度。（实验报告 应包括实验目的及意义、实验材料、实 验步骤和实验结果与分析）：
最大泡压法测定溶液的表面张力（泡压法、滴重法、毛细管升高法）
最⼤泡压法测定溶液的表⾯张⼒（泡压法、滴重法、⽑细管升⾼法）表⾯张⼒的测定——最⼤⽓泡压⼒法、滴重法、⽑细管升⾼法⼀、实验原理：1.最⼤⽓泡压⼒法测定表⾯张⼒（装置如下图所⽰）：其中，B是管端为⽑细管的玻璃管，与液⾯相切。
⽑细管中⼤⽓压为P0。
试管A中⽓压为P，当打开活塞E时，C中的⽔流出，体系压⼒P逐渐减⼩，逐渐把⽑细管液⾯压⾄管⼝，形成⽓泡。
当⽓泡在⽑细管⼝逐渐长⼤时，其曲率半径逐渐变⼩，⽓泡达最⼤时便会破裂。
此时⽓泡的曲率半径最⼩，即等于⽑细管半径r，⽓泡承受的压⼒差也最⼤△P=P0-P=2γ/r 此压⼒差可由压⼒计D读出，故γ=r△P/2若⽤同⼀⽀⽑细管测两种不同液体，其表⾯张⼒分别为γ1、γ2，压⼒计测得压⼒差分别为△P1、△P2则：γ1/γ2=△P1/△P2若其中⼀种液体的γ已知，例如⽔，则另⼀种液体的表⾯张⼒可由上式求得。
2．⽑细管⾝升⾼法（装置如下图所⽰）：⽑细管法测定表⾯张⼒仪器⽑细管表⾯张⼒⽰意图当⼀根洁净的，⽆油脂的⽑细管浸进液体，液体在⽑细管内升⾼到h⾼度。
在平衡时，⽑细管中液柱重量与表⾯张⼒关系为：2πσrcosθ=πr2gdhσ=gdhr/2cosθ（1）如果液体对玻璃润湿，θ=0，cosθ=1（对于很多液体是这样情况），则：σ=gdhr/2 （2）式中σ为表⾯张⼒；g为重⼒加速度；d为液体密度；r为⽑细管半径。
上式忽略了液体弯⽉⾯。
如果弯⽉⾯很⼩，可以考虑为半球形，则体积应为：πr3 -2/3πr3 =1/3πr3从（2）可得：σ=gdr/2（h+1/3r）（3）更精确些，可假定弯⽉⾯为⼀椭圆球。
（3）式应变为：σ=gdhr/2（1+1/3（r/h）-0.1288（r/h）2+0.1312（r/h）3）（4）3. 滴重法（装置如右图所⽰）：从图中可看出，当达到平衡时，从外半径为r的⽑细管滴下的液体重量应等于⽑细管周边乘以表⾯张⼒，即：mg=2πσr （5）式中m为液滴质量；r为⽑细管外半径；σ为表⾯张⼒；g为重⼒加速度。
表面张力的测量和应用
表面张力的测量和应用表面张力是指液体表面上的分子间吸引力所产生的张力，是液体表面强度的度量。
通过测量表面张力，可以获得液体表面的物理和化学性质，从而为各种应用提供有效的参考。
一、表面张力的计算和测量表面张力可以通过两种方法进行计算和测量：接触角法和杂质提升法。
1. 接触角法接触角法是利用液体在固体表面上的接触角来计算表面张力。
接触角是液体与固体表面接触的角度，它可根据接触线和水平面形成的切线得出。
接触角的大小反映了液体与固体之间的相互吸引力大小。
一般来说，角度越小，液体越容易与固体相互吸附，表面张力越小。
2. 杂质提升法杂质提升法是通过往液体表面添加一定量的杂质，从而减小表面张力并测得表面张力大小。
添加的杂质通常为表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。
通过测量液体表面杂质提升前后的高度差，可以计算出表面张力的大小。
二、表面张力的应用表面张力主要应用于以下领域：1. 表面润湿性液体经过表面张力的影响，在固体表面上形成了一种液滴状结构。
这种液滴结构对于在固体表面上的液体润湿性有很大影响。
表面张力越小，液体在固体表面上的渗透性越强，润湿性越好。
在工业上，这种性质得到广泛应用，如涂料润滑剂等。
2. 微粒分散性表面张力对于微粒分散性的影响也很大。
在液体中添加适量的表面活性剂，可以减小液体表面张力，使得固体颗粒更容易分散在液体中，提高微粒分散度。
这种方法在制药、化工和材料科学等领域得到广泛应用。
3. 液滴稳定性表面张力对于液滴稳定性也有影响。
液滴稳定性可以用来判断液体的纯度和化学性质。
液滴不稳定的原因通常是表面张力不足或液滴大小不均。
因此，在制药和化学工业中，经常通过测量液滴大小和稳定性来测试化学反应、物质的纯度等。
总之，表面张力的测量和应用在各种领域都具有重要意义。
通过了解表面张力的大小和变化，可以更好地掌握物质的物理和化学性质，为工业生产和实验研究提供有效的依据。
表面张力测试
表面张力测试方法综述一、力学法力学法是利用探针与液体或固体表面接触时所受到的力来计算表面张力或界面张力的方法。
这种方法需要使用特定形状和材质的探针，如杜氏环、威廉板、铂金板等，以及灵敏的天平或压力传感器。
力学法的优点是操作简单，适用于各种类型的液体和固体，不受温度和电导率的影响。
力学法的缺点是受到探针的清洁度、润湿性、振动等因素的影响，精度较低，不能测量动态表面张力。
1.1 杜氏环法杜氏环法是一种常用的力学法，它使用一个由铂金丝制成的环形探针，将其浸入液体中，然后缓慢地提起，直到探针与液体表面脱离。
在这个过程中，液体会在探针周围形成一个薄膜，对探针产生一个向下拉的力。
这个力与液体的表面张力成正比，通过测量这个力可以计算出表面张力。
杜氏环法适用于测量纯净液体或稀溶液的表面张力，也可以测量两种不相混溶的液体之间的界面张力。
杜氏环法的计算公式为：γ=F 4πR其中γ为表面张力或界面张力，F为探针所受到的最大拉力，R为探针的半径。
1.2 威廉板法威廉板法是一种改进的杜氏环法，它使用一个由铂金制成的矩形板作为探针，将其水平地放置在液体表面上，然后缓慢地提起，直到探针与液体表面脱离。
在这个过程中，液体会在探针两侧形成两个薄膜，对探针产生一个向下拉的力。
这个力与液体的表面张力成正比，通过测量这个力可以计算出表面张力。
威廉板法适用于测量纯净液体或稀溶液的表面张力，也可以测量两种不相混溶的液体之间的界面张力。
威廉板法的计算公式为：γ=F 2L其中γ为表面张力或界面张力，F为探针所受到的最大拉力，L为探针的长度。
1.3 铂金板法铂金板法是一种简便的力学法，它使用一个由铂金制成的矩形板作为探针，将其垂直地插入液体中，然后缓慢地提起，直到探针与液体表面脱离。
在这个过程中，液体会在探针周围形成一个液柱，对探针产生一个向下拉的力。
这个力与液体的表面张力成正比，通过测量这个力可以计算出表面张力。
铂金板法适用于测量纯净液体或稀溶液的表面张力，也可以测量两种不相混溶的液体之间的界面张力。
测量表面张力的实验方法探究
测量表面张力的实验方法探究引言：表面张力是液体分子之间相互作用力的一种表现形式，它对于液体的性质和行为具有重要影响。
测量表面张力的实验方法可以帮助我们深入了解液体的特性，并应用于许多领域。
本文将探究一些常用的测量表面张力的实验方法及其原理。
一、浮力法实验浮力法实验是一种常见的测量表面张力的方法。
实验中，我们可以利用一个平衡装置，在不同的表面积和形状的环境下测量被测液体在垂直方向上的浮力差。
通过测量浮力差与液体的质量之间的关系，可以计算出表面张力的数值。
二、毛细管法实验毛细管法实验是一种基于毛细管现象的测量表面张力的方法。
实验中，我们可以使用细长的玻璃管（毛细管）将被测液体吸附，并通过测量液体在毛细管内上升的高度，来得到表面张力的数值。
毛细管法实验还可以用于测量不同液体之间的表面张力差异，从而了解不同液体的性质。
三、破历史法实验破历史法实验是一种利用破裂液柱的方法来测量表面张力的技术。
实验中，我们可以利用一个垂直悬挂的玻璃管，将被测液体填充至管的上端，然后缓慢地从管的下端增加重物，以增加液体的压力。
当液体柱破裂时，我们可以通过测量破裂的高度，来得到液体的表面张力值。
四、悬滴法实验悬滴法实验是一种使用悬滴的方法来测量表面张力的技术。
实验中，我们可以利用一个细长的玻璃管，将液体吸附在管的一端，并形成一个悬滴。
通过测量悬滴的形状和大小，以及与液体的重力之间的关系，可以计算出液体的表面张力。
五、诱导液位差法实验诱导液位差法实验是一种利用两个相连的玻璃管来测量液体表面张力的技术。
实验中，我们可以利用两个相连的玻璃管，在缓慢地将液体从一个管中排出时，观察液体在另一个管中上升或下降的现象。
通过测量液体的液位差和液柱高度，可以计算出表面张力的数值。
结论：测量表面张力的实验方法有很多种，每种方法都有其适用的场景和原理。
通过这些实验方法，我们可以更深入地了解液体的性质和行为，为液体相关问题的研究和应用提供有力支持。
在实际应用中，我们可以根据实验所需的精度和环境，选择合适的测量方法，并结合其他技术手段进行综合分析和研究，以推动科学的发展和进步。
测定表面张力的实验操作指南
测定表面张力的实验操作指南实验目的：测定液体的表面张力。
实验原理：表面张力是指液体表面上的分子间相互作用力。
在液体表面，由于表面分子的自由度受到限制，分子受到的内力为向内收缩的趋势。
这种现象可以用表面张力来描述。
表面张力的测定可以通过测量液体在一定温度下液体表面凹陷或凸起的高度来进行。
根据杨氏方程，可以通过测量液体的凹陷或凸起高度来计算表面张力的数值。
实验器材：1. 试管：用于盛放液体的容器。
2. 量筒：用于测量液体的体积。
3. 针管：用于形成液体在试管内的凹陷或凸起。
4. 温度计：用于测量液体的温度。
5. 数码显微镜：用于测量凹陷或凸起的高度。
实验步骤：1. 准备工作：a. 所有器材清洗：将试管、量筒、针管等器材用去离子水进行清洗，确保无杂质干净。
b. 温度调整：将待测液体放置在恒温水浴中，使得液体温度稳定在实验所需温度。
2. 实验操作：a. 预备操作：用量筒准确地量取一定量的待测液体，并注入试管中。
b. 形成凹陷或凸起：将针管浸入试管中，先将其中的空气排出，然后再将针管插入待测液体，形成凹陷或凸起。
c. 测量凹陷或凸起的高度：使用数码显微镜，对凹陷或凸起的液面进行测量，并记录读数。
d. 温度控制：在每次测量前后，使用温度计对待测液体的温度进行测量，确保温度稳定。
3. 数据处理与计算：a. 计算表面张力：根据液体的凹陷或凸起高度数据，利用杨氏方程以及已知数据（液体密度、重力加速度等）计算表面张力。
b. 数据统计：对多次实验测得的数据进行平均，并计算测量误差。
实验注意事项：1. 液体选择：为了减小实验误差，最好选择具有较大的表面张力的液体进行实验。
2. 温度控制：确保待测液体在实验过程中温度保持稳定。
3. 器材清洗：要保证使用的器材干净，以避免干扰实验结果。
4. 液面读数：使用数码显微镜时，注意对液面的读数精度和准确性。
实验结果分析：根据实验测得的表面张力数值，可以得到不同液体表面分子间相互作用力的大小。
表面张力测试原理
表面张力测试原理表面张力是液体分子间的相互作用力，是液体在表面形成薄膜的现象。
表面张力测试原理是通过测量液体表面的张力来判断液体的表面性质和质量。
表面张力的测试方法有很多种，常见的有接触角法、静水压法、浮力法等。
接触角法是指测量液体与固体之间的接触角来估计表面张力。
静水压法是通过测量液体在管道内产生的静水压力来间接测量表面张力。
浮力法是通过在液体中浸入一块已知面积的物体，测量物体浮起时产生的浮力来计算表面张力。
接触角法是最常用的表面张力测试方法之一。
它利用液体与固体之间的接触角来判断液体的表面张力。
接触角是液体与固体接触时，液体表面与固体表面之间的夹角。
对于液体在固体表面上的接触，存在三种情况：接触角小于90度，接触角等于90度，接触角大于90度。
当液体在固体表面上形成凸起的形状时，接触角小于90度。
这种情况下，液体在固体表面上的张力大于液体在自由表面上的张力，表面张力较大。
当液体在固体表面上形成扁平的形状时，接触角等于90度。
这种情况下，液体在固体表面上的张力等于液体在自由表面上的张力，表面张力较小。
当液体在固体表面上形成凹陷的形状时，接触角大于90度。
这种情况下，液体在固体表面上的张力小于液体在自由表面上的张力，表面张力较小。
静水压法是一种通过测量液体在管道内产生的静水压力来间接测量表面张力的方法。
静水压力与液体的表面张力有一定的关系。
当液体表面张力较大时，液体在管道内形成的静水压力较大；当液体表面张力较小时，液体在管道内形成的静水压力较小。
通过测量液体在管道内的静水压力，可以间接地推测液体的表面张力大小。
浮力法是一种通过在液体中浸入一块已知面积的物体，测量物体浮起时产生的浮力来计算表面张力的方法。
根据浮力平衡原理，液体对物体的浮力等于物体的重力。
通过测量物体浸入液体前后的重力差异，可以计算出液体对物体的浮力，从而推测液体的表面张力大小。
表面张力测试原理是通过测量液体表面的张力来判断液体的表面性质和质量。
表面张力系数的测定(拉脱法)
表面张力系数的测定（拉脱法）一、实验目的：1、用拉脱法测量室温下水的表面张力系数2、学习约利秤的使用方法二、实验仪器和用具：约利秤、金属框、砝码、玻璃皿、温度计、游标卡尺、蒸馏水等。
三、实验原理：设在力F 作用下弹簧伸长L ，根据胡克定律可知：F=KL 式中K 为弹簧的倔强系数。
液体表面如同紧张的弹性薄膜，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。
这说明液体表面存在一种张力，它不是弹性形变引起的，被称为表面张力。
假设在液面上有一长度为L 的线段，则张力的作用表现在线段两侧液面以一定的力F 相互作用，而且力的方向与线段垂直，其大小与线段L 成正比，即F=TL ，T 为液体表面张力系数。
将一金属框细线浸入水中后慢慢地将其拉出水面，在细线下面将带起一水膜，当水膜刚被拉断时，则有：①F=W+·TL+Ldh ρg F ：向上的拉力 W ：金属框的重力和所受浮力之差L ：金属线的长度 d ：细线的直径，即水膜的厚度 h ：水膜被拉断时的高度ρ：水的密度 g ：重力加速度 Ldh ρg ：水膜的重量，由于细线的走私很小，所以这项值不大。
由于水膜有前后两面，所以上式中的表面张力为2TL 。
从式①可得：Lg Ldh W F T 2)(ρ--=四、实验内容1、测量弹簧的劲度系数K将弹簧挂在约利秤上，调节支架的底脚螺旋，使M 穿过G 的中心，这时弹簧将与A 柱平行。
在秤盘F 上加1.00克砝码，旋转E 使弹簧上升，直至三线重合为止。
这时用游标读出标尺值L ，以后每加0.5 克砝码记一次L 值，直至加到3.5克时再逐渐减下来，用分组求差法,将多次测得数据取平均值，求出倔强系数K 值。
2、测（F-W ）值将盛有洁净水的玻璃皿置于平台H 上，使金属框浸入水中，调节M ，使其刻线位于零点稍下方。
用一只手慢慢调节E ，使弹簧向上伸长，另一只手慢慢调节S ，使玻璃皿下降。
要求在这过程，G 始终停在零点不动。
当金属框刚好达到水面时，记下旋钮S 的位置S 1，继续转动E 和S ，直至水膜被破坏时为止，记下B 上标尺读数L 1（用游标读到0.1mm ）和旋钮S 的位置S 2。
实验中如何测量液体的表面张力
实验中如何测量液体的表面张力表面张力是液体表面上的分子间相互作用力所产生的一种特性。
在实验中，测量液体的表面张力可以帮助我们了解液体的性质以及分子间的相互作用。
本文将介绍几种常见的实验方法，旨在帮助读者了解实验中如何准确测量液体的表面张力。
一、杯垫法（Drop Weight Method）杯垫法是一种简单而常见的实验方法，用于测量液体的表面张力。
实验步骤如下：1. 准备一个平坦的表面，如一张白纸。
2. 将测量液体倒入一个小杯子中，待液体静置一段时间使其达到平衡状态。
3. 将一张玻璃片轻轻地浸入液体中，确保玻璃片在液体表面上形成一个完整的液体膜。
4. 缓慢地将玻璃片抬出液体，同时观察液体膜上的拖尾。
5. 使用天平测量并记录玻璃片上残余液体的重量。
6. 利用天平测量玻璃片完全浸湿液体的重量。
7. 计算液体的表面张力，公式为：表面张力 = 残余液体的重量 ÷玻璃片完全浸湿液体的重量。
杯垫法的优点是简单易行，并且不需要任何特殊的设备，因此在实验室和教学中广泛应用。
二、浮力法（Wilhelmy Method）浮力法是一种基于液体表面张力的浸润力测量方法。
实验步骤如下：1. 准备一根细且绝缘的平行丝，并将其固定在一个支架上。
2. 用放射状液体弧度刷将测量液体均匀地涂在细丝的表面上。
3. 将细丝缓慢地浸入液体中，同时观察液体升高或降低细丝的长度变化。
4. 用显微镜测量并记录液体升高或降低细丝的长度。
5. 根据液体的密度、重力加速度等参数，计算液体的表面张力。
浮力法能够较精确地测量表面张力，但需要较复杂的实验设备和测量方法，适合于专业实验室研究和深入研究液体性质的实验。
三、静滴法（Stalagmometer Method）静滴法是一种简便的测量液体表面张力的方法。
实验步骤如下：1. 准备一个带有细孔的滴液器，并放于支架上。
2. 倒入一定量的测量液体，待液体静置一段时间使其达到平衡状态。
3. 观察并记录液体从滴液器细孔中滴出的滴数与时间。
表面张力的几种测定方法
表面张力的几种测定方法测定表面张力有以下几种方法。
(1)表面张力法表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。
在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。
以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。
如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。
这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。
(2)电导法本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。
溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。
(3)光散射法光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。
以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。
利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。
但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。
(4)染料法一些有机染料在被胶团增溶时。
其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。
所以只要在大于CMC的表面活性剂溶液中加入少量染料，然后定量加水稀释至颜色改变即可判定CMC值。
采用滴定终点观察法或分光光度法均可完成测定。
对于阴离子表面活性剂，常用的染料有频那氰醇、碱性蕊香红G；阳离子表面活性剂可用曙红或荧光黄；非离子表面活性剂可用频那氰醇、四碘荧光素、碘、苯并紫红4B等。
采用染料法测定CMC可因染料的加入影响测定的精确性，尤其对CMC 较小的表面活性剂的影响更大，另外，当表面活性剂中含有无机盐及醇时，测定结果也不甚准确。
物理化学中表面张力的测量方法与应用
物理化学中表面张力的测量方法与应用表面张力，简单来说就是某种物质的表面呈现出的微观力学特性，它是交界处分子之间相互作用力的产物。
在物理化学领域，表面张力是一个十分重要的研究对象，因为它与很多物质的性质密切相关。
例如，液体表面张力的大小可以影响它的稳定性、光泽度、流动性以及在涂料、油漆、化妆品等各种工业领域的应用。
本文将介绍物理化学中表面张力的测量方法和应用。
一、环法测量法环法测量法是分析液体表面张力的一种古老但常用的测量方式。
其基本思想是根据液体静止在异形环表面的原理来测量液体的表面张力。
环法测量法需要一定的实验技巧和精度，通常需要进行多次测量求平均值，然后计算液体的表面张力。
二、降相压法测量法降相压法是现代物理化学中应用比较广泛的测量表面张力的方法之一。
该方法通过实验中降低液体与大气的接触面积，从而使液体表面发生凸起现象，通过对凸起高度测量来确定液体的表面张力。
这种方法较为准确，且操作相对简单，可以应用于多种液体的表面张力测量。
三、应用由于表面张力能够反映液体中分子间相互作用的强弱，常常被应用于多种领域的研究。
例如，测量液体表面张力可以用于估算大气湿度、优化化工加工参数以及开发新型液体表面技术等领域。
在医学和生物学领域，测量表面张力也具有很大的作用。
例如，在研究细胞膜时，表面张力的改变往往能够影响细胞膜的形状、钙离子的通道以及细胞内多种代谢过程。
此外，许多家用品和日化用品中也运用了表面张力的原理。
例如，洗衣液、洗碗液等清洁用品中含有高表面活性剂含量的成分，以减小水面张力来更好地清洁杂质和污渍。
此外，在食品和饮料生产中，通过调整添加剂的种类和浓度等可以控制产品的表面张力以达到理想的性质。
总之，表面张力的测量方法和应用十分的广泛。
这种物理现象的研究和应用已经深入到了物理化学领域以及生活的各个方面，其研究仍在不断深入和扩展。
什么是表面张力？如何测量？
什么是表面张力？如何测量？一、表面张力的定义及作用表面张力是指液体表面上分子间相互吸引力的一种表现形式。
液体的分子间存在着吸引力，因此液体表面的分子会受到内部分子的吸引，呈现出具有弹性的膜的特性。
这种现象被称为表面张力。
表面张力在许多领域中起着重要的作用。
在生物学中，表面张力是液体内部与外部环境的分界面，维持生物体的形态稳定性。
在物理学和化学领域，表面张力决定着液体在固体表面的润湿性质。
在工程领域，表面张力影响着液体的流动行为和物体的涂覆性能等。
二、表面张力的测量方法1. 垂直上升法垂直上升法是一种常用且简便的测定表面张力的方法。
该方法基于液体表面张力与液滴形状的关系，通过测量液滴在玻璃管道或毛细管中的上升高度来确定表面张力的大小。
2. 悬滴法悬滴法是另一种常用的表面张力测量方法。
该方法通过将待测液体倒置在一个不易被液体湿润的平台上，使液滴悬挂在平台上，通过测量液滴的形状和重力与表面张力之间的平衡关系来计算表面张力的数值。
3. 半径法半径法是一种基于半径和压差的关系来测量表面张力的方法。
该方法需要使用一个特殊的装置，将液体置于两个同心圆环形通道之间，通过测量液体的压差和半径之间的关系来计算表面张力的数值。
4. 附着力法附着力法是一种通过测量液体与固体表面之间的附着力来确定表面张力的方法。
该方法将液体滴落在一个固体表面上，测量液滴与表面之间的附着力大小，通过该力的大小来计算表面张力的数值。
5. 抖动法抖动法是一种基于液体在平面上抖动时所产生的表面波动来测量表面张力的方法。
该方法利用液体表面波动的频率和振幅与表面张力之间的关系，通过测量这些参数来计算表面张力的数值。
三、表面张力的应用领域1. 表面活性剂表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的物质。
表面活性剂能够在液体表面形成一层分子膜，使得液体分子间的吸引力减弱，从而降低表面张力。
表面活性剂广泛应用于洗涤剂、乳化剂、起泡剂等化工产品中。
2. 液滴形成与润湿性液滴形成和润湿性是表面张力的重要应用之一。
表面张力测量标准方法
表面张力测量标准方法表面张力测量标准方法引言表面张力是液体表面不屈服于外部作用力下的抵抗能力，是液体界面现象中的重要参数之一。
准确测量表面张力有助于了解液体的特性，以及在不同应用领域中的应用。
本文将介绍一些常用的表面张力测量标准方法。
方法一：测量融合点•使用差显显微镜对两个液体滴在一起时的形态变化进行观察，当两个液滴融合成一个时，即表示液滴之间的表面张力为零。
•通过测量融合时间，可以计算出表面张力的大小。
方法二：比重法1.在一个圆筒中，加入待测液体和参考液体。
2.观察两个液体的交界面，并调整液体高度，使其达到平衡状态。
3.通过比较待测液体与参考液体的密度差异，计算出表面张力。
方法三：悬滴法1.将待测液体滴在一块平板上。
2.通过观察滴在平板上的液滴的形态，测定液滴的接触角。
3.通过接触角与表面张力之间的关系，计算出表面张力。
方法四：NPL标准法1.使用一个NPL标准样品进行实验。
2.将待测液体放置在一个表面张力计中。
3.通过比较待测液体与标准样品的表面张力值，计算出待测液体的表面张力。
方法五：破裂法1.将待测液体注入一个导管中，使其形成一定长度的液柱。
2.增加液柱的长度，直到液柱因表面张力无法继续支撑而破裂。
3.测量液柱的长度和破裂时间，通过计算可以得出表面张力。
方法六：气垫法1.将待测液体放置在一个特定形状的容器中。
2.通过向容器中注入空气，形成一个气垫。
3.测量气垫的形状变化，通过计算可以得出表面张力。
方法七：石田方法1.在一根附有标度的细管中，注入待测液体。
2.将细管中液体的一端放置在石田方法仪器上。
3.通过测量液体的升高高度，计算出表面张力。
结论以上介绍了几种常用的表面张力测量标准方法，包括测量融合点、比重法、悬滴法、NPL标准法、破裂法、气垫法和石田方法。
不同的方法适用于不同的实验条件和需求，实验者可以根据具体情况选择合适的方法进行表面张力的测量。
这些方法的应用有助于深入研究液体的界面现象，并在科学研究和工业应用中发挥重要作用。
1.3 表面张力的测定
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h g a b h
2 a b
1.43 2 103 103 9.8 20 103 104 2 103 2 20 103 1104
72mN / m
Page 17
例4
例4.垂直安装的一根内直径为d=0.3mm的毛细管, 插入液体深度h=3cm, σ=72mN/m, ρ=103kg/m3。另一端与一有足够压力的容器连接,求出使浸入液 体的毛细管端所形成的空气泡脱离管端时容器中的压力。
2 p p pl gh r 2 72 103 3 2 10 9.8 3 10 0.3 103 / 2 1254 N / m2
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18
例5
用滴重法测定一有机液体的表面张力,滴管外径为0.006m,内径为0.0002m。 今测得20滴液体重量为0.0008kg,液体的密度为950kg/m3,液体可润湿管端。 用适当的校正因子计算表面张力。
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例3
例3.将axcxb=20mmx20mmx0.1mm的玻璃片吊挂在石英弹簧上(弹力系数 k=1.43N/m,使弹簧伸长的力与伸长长度的关系),玻璃片垂直于液面与液体接触 时被拉入液体的深度h=2mm,设ρ=103kg/m3 ,接触角为零。计算液体的表面张力。
h 2 a b g a b h
Page 15
例2.一U形管全润湿两壁半径r1 =0.001m，r2 =0.01m，若 液体密度ρ=950kg/m3 (20OC),两凹液面高度差 △h=0.019m ，测定和计算该液体的表面张力。
2 gh r 2 1 h g r
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吸引力使表面上的分子向内挤促成液体的 最小面积。要使液体的表面积增大就必须要 反抗分子的内向力而作功增加分子的位能。 所以说分子在表面层比在液体内部有较大的 位能，这位能就是表面自由能。
*增大一平方米表面所需的最大功W或增大 一平方米所引起的表面自由能的变化值ΔG 称为单位表面的表面能，其单位为J．m-2。 *液体限制其表面及力图使它收缩的单位直 线长度上所作用的力，称为表面张力，其单 位是N.m-1。
dc
浓度小于内部的浓度，称为负吸附作用。 通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可
以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。
最大气泡法测定表面张力的装置。待测液体中间 试管中，使毛细管端面与液面相切，液面随时毛 细管上升。打开滴液漏斗缓慢抽气。此时，由于 毛细管液面所受压力大于支管试管液面所受压力 ，毛细管液面不断下降，将从毛细管缓慢析出气 泡。
Pm
2 r
用已知表面张力的液体作为标准，可以测得仪器常数K，也可以测定 其它求知液体的表面张力。
吸附量与浓度之间的关系可以用Langmuir 等温吸附方程式表示：
Γ
1
kc kc
式中，Γ∞为饱和吸附量,k为经验常数。将上
式整理得：
c
Γ
1
c
1
k
以c/Γ对c 作图可得到一条直线，其斜率的倒膜，如 果以N代表1m2表面层的分子数，则:
N NA
式中,NA为Avogadro常数，则每个分子的截面 积A为: A 1
NA
三、实验步骤
1、仪器常数的测定：
（1）仔细洗净支管试管与毛细管，连 接装置。
（2）加入适量的重蒸馏水于支管试管 中，毛细管端面与液面相切。
最大 压差
表面 张力
3、在曲线上取若干（ 0.03, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.30, 0.40 ）点，求其斜率，并计算吸 附量。
浓度c
m 吸附 量Γ
c/ Γ
以Γ为纵坐标，c为横坐标，绘出吸附量与浓 度关系图。
以c/ Γ为纵坐标，c为横坐标，绘出c/ Γ 与浓度关系图。并求出Γ∞值，计算正 丁醇的分子截面积。
3、用待遇测溶液洗净支管试管和毛细 管后，方法同1，装入待测样品，测定 气泡缓慢逸出时的最大压差。
四、数据记录及处理
1、计算仪器常数 ； 2、计算溶液的表面张力，以浓度C为横坐标， 以σ为纵坐标作图，横坐标从0开始，并连成 光滑曲线。
浓度 0.02 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
（3）打开滴液漏斗缓慢抽气，使气泡 从毛细管缓慢逸出，调节逸出气泡均 匀的放出，大约每分钟20个左右。以 微压差计记录2分钟实验数据，读出最 大压差，读3次，取平均值。
2、待测样品表面张力的测定：配制从 0.02~0.4mol/L系列（0.02, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40）的 正丁醇溶液。（正丁醇ρ=0.8109）可 先配制0.40mol/L的溶液， 其余的进行 稀释配制即可。
Γ c d
RT dc
Γ c (d )T
RT dc
G为表面吸附量(mol.m-2)，σ为表面张力（J.m2）。 d 0, 0 溶质降低溶剂的表面张力，溶液表面层的 dc 浓度大于内部的浓度，称为正吸附作用。 d 0, 0 溶质增加溶剂的表面张力，溶液表面层的
在气泡形成的过程中，由于表面张力的作用，凹液面产生一个指向液 面外的附加压力Dp，
p大气 p系统 p
ΔP附加压力与表面张力成正比，而与毛细管半径成反比，即
P 2 R
气泡刚形成时，由于表面几乎是平的，所以曲率半径R极大；当气泡 形成半球形时，曲率半径R等于毛细管半径r，此时R值最小。随着气 泡的进一步增大，R又趋增大，直至逸出液面。
表面张力的测定
一、实验目的
1.掌握最大气泡法测定表面张力的原 理和技术。
2. 测定不同浓度正丁醇溶液的表面张 力的测定。
3.加深对表面张力、表面自由能、 Gibbd吸附关系式和Langmuir等温吸 附式理解。
4.确定正丁醇的横切面积。
二、实验原理
在液体的内部任何分子周围的吸引力 是平衡的。可是在液体表面层的分子 却不相同。因为表面层的分子，一方 面受到液体内层的邻近分子的吸引， 另一方面受到液面外部气体分子的吸 引，而且前者的作用要比后者大。因 此在液体表面层中，每个分子都受到 垂直于液面并指向液体内部的不平衡 力。
液体的表面张力与温度有关，温度愈高，表 面张力愈小；液体的表面张力也与液体的纯 度有关，变化的大小决定于溶质的本性和加 入量的多少。
若溶质能降低溶剂的表面张力，则表面层溶 质的浓度应比溶液内部的浓度大；如果所加 溶质能使溶剂的表面张力增加，表面层溶液 质的浓度应比内部低。这种现象为溶液的表 面吸附。用吉布斯公式(Gibbs)表示：
五、实验注意事项
1.测定时毛细管及支管试管应洗涤干净， 否则气泡不能连续形成，而影响最大 压差的测量。
2.测定时毛细管端刚好和溶液面相切。 3.控制好滴液漏斗的放液速度，以利于 读数的准确性。