表面张力系数测定方法综述
表面张力测试方法
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6
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, 实际体积比计算的体积小得多。因此 Harkins 就引入了校正因子, 则更精确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[16, 23]。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。
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2
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：毛细管上升法、du Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法 动力学法有震荡射流法、毛细管波法
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。
定义：S= ds/de 式中de 为悬滴的最大直径, 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。
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4
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:
液体表面张力系数测定的实验报告
液体表面张力系数测定的实验报告一、实验目的1、掌握用拉脱法测量液体表面张力系数的原理和方法。
2、学习使用焦利秤测量微小力的原理和方法。
3、加深对液体表面张力现象的理解。
二、实验原理液体表面层内分子相互作用的结果使得液体表面犹如一张紧的弹性膜，具有收缩的趋势。
这种沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。
设想在液面上作一长为 L 的线段，则表面张力的作用就表现为线段两边的液面以一定的拉力 F 相互作用。
而且 F 的大小与线段长度 L 成正比，即：F ＝αL式中，α 为液体的表面张力系数，其单位为 N/m。
本实验采用拉脱法测量液体的表面张力系数。
即将一金属片框垂直浸入液体中，然后缓慢地将其拉起，在金属片框即将脱离液面时，所需要克服的液体表面张力等于金属片框所受到的向下的拉力。
使用焦利秤测量这个拉力。
焦利秤是一种用于测量微小力的仪器，其主要由秤框、秤杆、游标、小镜、砝码和弹簧等组成。
三、实验仪器1、焦利秤2、砝码3、游标卡尺4、金属片框5、待测液体（如水）6、温度计7、烧杯四、实验步骤1、安装和调节焦利秤（1）将焦利秤挂在铁架台上，调节底座水平，使焦利秤立柱垂直。
（2）通过旋转焦利秤顶部的旋钮，使秤杆上的小镜与玻璃管上的刻线对齐，然后调节游标，使游标零刻度线与刻度盘上的标线对齐。
（3）在秤盘中加入适量砝码，移动游标，使秤杆再次平衡，记录此时游标读数。
2、测量金属片框的长度和宽度用游标卡尺分别测量金属片框的长度 L 和宽度 b，重复测量多次，取平均值。
3、测量水的表面张力（1）将金属片框洗净、烘干，然后挂在焦利秤的秤钩上。
（2）将盛有适量水的烧杯放在焦利秤平台上，调整金属片框使其下边缘刚好与水面接触，但不要浸入水中。
（3）缓慢旋转焦利秤顶部的旋钮，使金属片框逐渐上升，同时注意观察水膜的变化。
当水膜刚好破裂时，停止旋转旋钮，记录此时游标读数。
（4）重复上述步骤多次，每次测量前都要重新调整金属片框与水面的接触情况。
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。
表面张力系数的测定(实验报告)
实验三 表面张力系数的测定［实验目的］1. 学习FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪的使用方法；2. 用拉脱法测定室温下液体的表面张力系数 ［实验原理］表面张力f 方向沿液体表面，且恒与分界线垂直，大小与分界线的长度成正比，α为液体的表面张力系数即 L f α= (1) 将内径为D 1，外径为D 2的金属环悬挂在测力计上，然后把它浸入盛水的玻璃器皿中。
当缓慢地向上金属环时，金属环就会拉起一个与液体相连的水柱。
由于表面张力的作用，测力计的拉力逐渐达到最大值F(超过此值，水柱即破裂)，则F 应当是金属环重力G 与水柱拉引金属环的表面张力f 之和，即f G F += (2)水柱两液面的直径与金属环的内外径相同，则有)(21D D f +=απ (3) 则表面张力系数为 )(21D D f+=πα (4)本实验用FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪进行测量。
若力敏传感器拉力为F 时，数字式电压表的示数为U ，B 表示力敏传感器的灵敏度，则有BUF =(5) 吊环拉断液柱的前一瞬间，吊环受到的拉力为f G F +=1；拉断时瞬间，吊环受到的拉力为G F =2。
若吊环拉断液柱的前一瞬间数字电压表的读数值为U 1，拉断时瞬间数字电压表的读数值为U 2，则有BU U F F f 2121-=-= (6) 故表面张力系数为 BD D U U D D f)()(212121+-=+=ππα (7)［实验仪器］FD-NST-I 型液体表面张力系数测定仪、片码、铝合金吊环、吊盘、玻璃器皿、镊子 游标卡尺、纯净水、NaOH 溶液、电吹风 ［实验内容］1. 开机预热15分钟；2. 清洗玻璃器皿和吊环；3. 调节支架的底脚螺丝，使玻璃器皿保持水平；4. 测定力敏传感器的灵敏度①. 预热15分钟以后，在力敏传感器上吊上吊盘，并对电压表清零；②. 将7个质量均为0.5g 的片码依次放入吊盘中，分别记下电压表的读数U 0~U 7；再依次从吊盘中取走片码，记下读数U 7~U 0。
液体表面张力系数测定实验报告
液体表面张力系数测定实验报告1. 了解液体表面张力的概念和测量方法；2. 掌握液体表面张力系数的测量方法。
实验仪器：1. 六轴电子天平；2. 红外线电子温度计；3. 倍频光源。
实验原理：液体表面张力指在液体表面上任意一点单位长度上所作用的拉力，单位为N/m。
液体表面张力系数是液-气界面的表面张力，这个系数也可以称为液体的表面张力。
液体表面张力的测量方法：干法法和湿法法。
其中湿法法包括皮革法、浸水法和滴下法。
本实验采用的是滴下法，该方法是把一滴滴重为m的液滴从直径为d的滴管滴下，液滴自由下落，在自由下落时，由于液体表面张力的作用，液滴受到向上的拉力，向下重力受到了抵消，液滴最终以匀速下落，匀速下降的过程中，液滴下降的距离与时间间隔成正比，液滴的质量与时间间隔成反比，液滴的表面张力系数可以通过这些指标来计算出来。
实验过程：1. 在天平上量出60度左右的开口角的玻璃滴管的质量m1，D=1mm，L=50mm。
2. 用红外线电子温度计测量滴管内壁和外壁的温度。
3. 用甲醇、乙醇、正丁醇和去离子水分别进行实验，分别滴出10滴，记录时间和滴重。
4. 通过实验数据计算表面张力系数。
实验数据：样品温度(℃) 室温(℃) 滴管重量(m1)(g) 滴重(m2)(g) 滴下时间(t)(s)甲醇24.4 21.4 0.2723 0.0271 30.47乙醇24.7 21.4 0.2742 0.0276 39.37正丁醇24.8 21.4 0.2720 0.0272 80.86 去离子水24.7 21.4 0.2726 0.0272 29.50天平的量程：500g，分度值：0.001g计算：1. 测量液体表面张力的计算公式：γ=(4mg)/(πd^2t^2ρ)其中：γ：液体表面张力系数，单位：mN/m；m：液滴重量（g）；g：重力加速度（9.8 m/s^2）；d：液滴等效半径（直径）（m）；t：液滴落下的时间（s）；ρ：液体的密度（g/cm^3）。
液体表面张力系数测定实验原理
液体表面张力系数测定实验原理一、引言液体表面张力系数是指液体表面分子间相互作用力的强度。
它是液体的一个重要性质，对于很多科学领域都具有重要意义，如物理学、化学、材料科学等。
因此，测定液体表面张力系数具有很高的实用价值。
二、实验原理1. 液体表面张力系数概述液体分子间存在着相互作用力，这种相互作用力使得液体分子在表面处受到一个向内的合力，从而使得表面分子排列更加密集。
这种现象被称为“表面张力”。
液体表面张力系数是测量一定温度下单位长度内所需施加的外界作用力以克服该液体自身分子间吸引作用所需的能量。
通常用γ表示。
2. 测定方法（1）测量降低表面张力法（垂直法）将一根平滑而细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中，并将其缓慢地升起。
当棒从液中抬出时，在棒与液交界处会形成一个凹陷区域，这个凹陷区域的大小与液体表面张力有关。
（2）测量降低表面张力法（水平法）将一根平滑而细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中，并将其缓慢地升起。
当棒从液中抬出时，在棒与液交界处会形成一个环状凹陷区域，这个凹陷区域的大小与液体表面张力有关。
（3）测量上升管法在一根细长的玻璃管中充满被测液体，然后将玻璃管垂直放置于水池中。
当外部施加一个向上的拉力时，由于液面弯曲，导致管内压强变化。
通过测量这个压强变化，可以计算出液体表面张力系数。
三、实验步骤1. 准备工作（1）清洗实验器材：用去离子水和无灰纸擦拭干净实验器材。
（2）准备试样：选取需要测定表面张力系数的液体，并将其倒入干燥且干净的容器中。
2. 测定降低表面张力法（垂直法）（1）将一根细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中。
（2）将棒缓慢地升起，观察并记录液体在棒与液交界处形成的凹陷区域大小。
（3）重复上述步骤多次，取平均值作为测量结果。
3. 测定降低表面张力法（水平法）（1）将一根细长的金属棒或玻璃棒插入被测液中。
（2）将棒缓慢地升起，观察并记录液体在棒与液交界处形成的环状凹陷区域大小。
（3）重复上述步骤多次，取平均值作为测量结果。
实验报告-液体表面张力系数的测定
实验3-3 液体表面张力系数的测定一、实验目的：测量室温下水的表面张力系数。
二、实验原理：液体表面张力的存在，液体表面具有收缩的趋势，在液体表面上作一条曲线，则曲线受两侧平衡的、并与液体表面相切的表面张力的作用。
在线性近似下，表面张力的大小与曲线的长度成正比，表面张力的大小与曲线长度的比值即为液体的表面张力系数。
根据这一规律，可以用液体表面张力系数测定液体的表面张力。
在实验中用一个金属圆环固定在传感器中，该环浸没于液体中，把圆环慢慢拉起，金属圆环会受到液体表面膜的拉力作用。
表面膜拉力的大小为f=α△l=α(2πr1+2πr2)=π（D1+D2）α在页面拉脱的瞬间，膜的拉力小时。
拉力差为f=π（D1+D2）α（1）并以数字式电压表输出显示为f=(U1-U2)/B （2）由（1）、（2），我们可以得到水的表面张力系数为α=(U1-U2)/[Bπ（D1+D2）]因此，只要测量出(U1-U2)，B,D1和D2，就能得到液体的表面张力系数α三、实验器材：液体表面张力系数测定仪、垂直调解台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、吊盘、砝码、玻璃皿、镊子和游标卡尺。
四、实验步骤：（1）力敏传感器的定标（表3-3-1）物体质量m/g 0.500 0.100 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 输出电压U/mV（2）测量金属圆环的外径D1和内径D2。
（3）记录吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表的读数值U1和拉断时瞬间数字电压表的读数U2。
并用温度计测出水的温度。
利用所测数据计算出α（表3-3-2）。
表3-2-2 水的表面张力系数测量测量次数D1/mm D2/mm U1/mV U2/mV △U/mV f/10-3N α/（10-3N/m）123456水的温度：_____℃（4）求出在此温度下的水的表面张力系数，查询资料获得水的表面张力系数的标准值，与实验值测得值相比较，对测量结果进行误差分析。
五、数据记录将所得实验数据填入《表3-3-1 力敏传感器定标》和《表3-3-2 水的表面张力系数测量》中。
表面张力系数测定
用拉脱法测液体表面张力系数液体具有尽量缩小其表面的趋势，好象液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。
把这种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。
表面张力的存在能说明物质处于液态时所特有的许多现象，比如泡沫的形成、润湿和毛细现象等等。
在工业技术上，如矿物的浮选技术和液体输送技术等方法都要对表面张力进行研究。
测定液体表面张力的方法很多，常用的有拉脱法、毛细管法、最大气泡压力法等。
本实验采用拉脱法的是一种直接测定方法。
【实验目的】1、学习焦利秤测量微小力的原理和方法。
2、了解液体表面的性质，测定液体的表面张力系数。
【实验原理】液体表面层（其厚度等于分子的作用半径，约10-8m）内的分子所处的环境跟液体内部的分子是不同的。
在液体内部，每个分子四周都被同类的其他分子所包围，它所受到的周围分子的作用力的合力为零。
由于液体上方的气相层的分子数很少，表面层内每一个分子受到的向上的引力比向下的引力小，合力不为零，这个合力垂直于液面并指向液体内部，如图4.15-1所示，所以分子有从液面挤入液体内部的倾向，并使液体表面自然收缩，直到处于动态平衡，即在同一时间内脱离液面挤入液体内部的分子数和因热运动而到达液面的分子数相等时为止。
图4.15-1 液体表面层和内部分子受力示意图将一表面洁净的矩形金属丝框竖直地浸入水中，使其底边保持水平，然后轻轻提起，则其附近的液面将呈现出如图4.15-2所示的形状，即丝框上挂有一层水膜。
水膜的两个表面沿着切线方向有作用力f，称为表面张力，φ为接触角，当缓缓拉出金属丝框时，接触角φ逐渐减小而趋向于零。
这时表面张力f垂直向下，其大小与金属丝框水平段的长度l成正比，故有l f α2=式中，比例系数α称为表面张力系数，它在数值上等于单位长度上的表面张力。
在国际单位制中，α的单位为N ·m -1 。
表面张力系数α与液体的种类、纯度、温度和它上方的气体成分有关。
实验表明，液体的温度越高，α值越小；所含杂质越多，α值也越小。
液体表面张力系数测定实验总结
液体表面张力系数测定实验总结一、引言液体表面张力是指液体表面上分子间存在的一种引力，它使液体表面呈现一定的弹性，抵抗外界对其表面的变形。
液体的表面张力系数可以通过实验测定得到。
本实验主要通过测量液体的升降管法和测量液滴下落时间法来确定液体表面张力系数。
二、实验过程1.实验仪器和材料准备–升降管–实验台–液体样品–计时器–温度计2.实验步骤 ### 2.1 升降管法测定–将升降管倒立浸入液体中，保持液面高度与实验台表面平齐；–观察管内液面的抬升高度，并记录；–根据液面高度的变化计算液体表面张力系数。
2.2 液滴下落时间法测定–将液体样品滴入容器中，使其形成一定大小的液滴；–从一定高度自由下落的液滴在空气中会受到空气阻力的影响，记录液滴下落的时间；–根据液滴下落时间计算液体表面张力系数。
三、重要观点1.液体的表面张力是由分子间的相互作用力引起的，分子间的相互作用力越强，液体的表面张力就越大。
2.表面张力使液体呈现出一定的弹性，能够抵抗外界对其表面的变形。
3.升降管法测定液体表面张力系数时，液体在升降管中的抬升高度与液体表面张力成正比。
4.液滴下落时间法测定液体表面张力系数时，液体滴落距离与液体表面张力成反比。
四、关键发现1.通过实验测定，我们发现升降管法和液滴下落时间法的测量结果基本一致，说明两种方法都可以较准确地测定液体的表面张力系数。
2.实验中发现，液体的表面张力系数与温度有关，随着温度的升高，液体表面张力系数会减小。
五、进一步思考1.实验中我们只测定了几种不同类型的液体的表面张力系数，是否能够通过这些结果得出一般性的结论？2.为何液体的表面张力系数会随着温度的升高而减小？3.是否存在一种更准确的测定液体表面张力系数的方法？4.液体的表面张力对生活中的现象有何影响？如何利用液体的表面张力进行实际应用？六、总结通过本次实验，我们学习了液体表面张力的概念和测定方法。
实验结果表明，升降管法和液滴下落时间法都可以用于测定液体表面张力系数，且测量结果较为准确。
液体的表面张力系数测量
用不确定度表示测量结果
u
U r
u
相对误差的计算
Er
真 真
100%
数据处理计算过程
U K(D1 D2)
ur
（
ln U
）（2 uu）2
（
ln D1
）2(uD1
)2
(
ln D 2
)2(u
D
2
)2
Su
6
(U 1i U 1)2
使用片状吊环，在液膜拉破前瞬 间，考虑一级近似，认为液体的 表面张力为： f = f1 + f2 = αл(D1+ D2) 这里α为表面张力系数，D1、 D2分别为吊环的外径和内径。 液膜拉破前瞬间的受力分析图
片状吊环在液膜拉破前瞬间有： F1 = mg + f1 + f2
此时传感器受到的拉力F1和输出电压U1成正比，有： U1 = BF1
（二）实验目的
1、用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标，计算该 传感器的灵敏度，学习传感器的定标方法 。 2、观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理 现象，并用物理学基本概念和定律进行分析和研 究，加深对物理规律的认识。 3、测量纯水的表面张力系数。
（三）实验原理
1、几个基本的知识点
（1）液体的表面张力f 液体表面张力是存在于液体表面上任何一条分界线 两侧的液体的相互作用拉力，其方向沿液体表面，且 恒与分界线垂直，大小于分界线的长度成正比：
f = αL α称为液体表面张力系数，单位为N.m-1。与液体的 温度、纯度、种类以及它上方的气体成分有关。
（2）浸润与不浸润现象
浸
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告表面张力系数的测定实验报告引言：表面张力是液体分子间相互作用力的结果，是液体表面上分子间吸引力导致的。
表面张力系数是表征液体表面张力大小的物理量，它的测定对于了解液体的性质和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测定不同液体的表面张力系数，探究不同因素对表面张力的影响。
实验材料和仪器：1. 不同液体：水、酒精、植物油、肥皂水2. 试管3. 量筒4. 玻璃片5. 温度计6. 天平实验步骤：1. 准备工作：a. 清洗试管和玻璃片，确保无杂质。
b. 用量筒分别量取不同液体，并标记。
c. 将试管倒立放置，待液体静置后，取出液体。
2. 测定液体的质量：a. 使用天平称量试管，记录质量。
b. 将试管放入装有液体的容器中，使其完全浸没，待液体附着在试管壁上。
3. 测定液体的体积：a. 使用量筒将液体倒入试管中，记录体积。
b. 测量液体的温度，并记录。
4. 计算表面张力系数：a. 根据试管的质量和体积，计算液体的质量和体积。
b. 使用公式：表面张力系数 = (液体的质量× 重力加速度) / (液体的体积× 2 × 玻璃片的宽度) 计算表面张力系数。
实验结果和讨论：通过实验测得不同液体的表面张力系数如下：1. 水：0.072 N/m2. 酒精：0.022 N/m3. 植物油：0.034 N/m4. 肥皂水：0.045 N/m从实验结果可以看出，不同液体的表面张力系数存在差异。
水的表面张力系数最大，这是因为水分子间的氢键作用力较强，导致水具有较高的表面张力。
酒精的表面张力系数最小，这是因为酒精分子间的相互作用力较弱，导致酒精具有较低的表面张力。
此外，实验中还发现表面张力系数与温度有关。
随着温度的升高，液体分子的热运动增强，分子间的相互作用力减弱，表面张力系数也会减小。
这可以解释为什么水在高温下表面张力会降低。
结论：通过本实验的测定，我们了解到不同液体的表面张力系数差异，并发现表面张力系数与液体分子间的相互作用力和温度有关。
液体表面张力系数的测定l
实验操作步骤
1
准备实验材料
准备所需的液体、毛细管、仪器和其他实验材料。
2
进行实验
按照测定方法进行实验，并记录实验数据。
3
计算和分析结果
根据实验数据计算液体表面张力系数，并进行数据分析。
影响液体表面张力的因素
温度
温度升高会降低液体的表面张力。
液体种类
不同种液体的表面张力。
外界压力
外界压力的变化会影响液体的表面张力。
应用和意义
液体表面张力的测定在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。它可以帮助 我们了解液体的性质，并指导实际应用中的问题解决。
总结和展望
通过测定液体表面张力系数，我们可以更好地理解液体的行为和性质。未来， 我们可以进一步研究液体表面张力与其他物理性质之间的关联。
液体表面张力系数的测定
液体表面张力是液体分子间相互吸引力形成的一种现象，影响着液体在界面 上的行为。本文将介绍液体表面张力的概述、 定义和原理，以及常用的测定 方法和实验操作步骤。同时，还会探讨影响液体表面张力的因素，以及该领 域的应用和意义。最后，对全文进行总结和展望。
液体表面张力概述
液体的表面张力是指液体中分子间相互吸引力造成的液体表面收缩的趋势。 它是液体性质的重要指标之一。
液体表面张力的定义和原理
液体表面张力是指液体分子表面的力学性质，以液滴形成和液体几何形状的变化来表示。它与液 体分子间的相互作用力有关。
常用的测定方法
1 垂直管法
通过测量液体在直径已知的毛细管中上升的高度来计算表面张力系数。
2 杜邦法
利用高度变化的溶液中液滴的形变来测量表面张力系数。
3 膜法
通过测量由液体表面形成的薄膜的厚度来计算表面张力系数。
液体表面张力系数测定的实验原理
液体表面张力系数测定的实验原理引言液体表面张力是液体分子间的相互作用力在表面处形成的一种力，是导致液体表面上产生“膜状”的现象。
表面张力的大小与液体的性质有关，可以通过实验测定来确定。
本文将详细讨论液体表面张力系数的测定原理及相应的实验方法。
一、实验原理液体表面张力系数是在单位长度上作用垂直于液体表面的力所引起的能量变化，可以用下式进行表示：γ=F l其中，γ表示表面张力系数，F表示作用在液体表面上的力，l表示力的作用长度。
液体表面张力系数的单位是N/m。
二、测定方法液体表面张力系数可以通过静水压力法、杯法和浮物法等多种方法来测定。
其中，静水压力法是最常用的方法之一。
1. 静水压力法静水压力法是利用压强与高度成反比的关系，通过测量液柱高度差来间接计算液体表面张力系数。
实验步骤1.准备两个玻璃杯，并用实验器皿将它们连通。
2.在一个杯子中注入待测液体，使其液面与连通的另一个杯子上的液面保持水平。
3.测量两个液面的高度差ℎ0。
4.在注入液体的杯子中挂一个重物，使液面下降一段距离ℎ。
5.再次测量液面的高度差ℎ′。
6.计算液体表面张力系数γ，公式如下：γ=2(d−D)Vgπℎ其中，d为液体密度，D为水的密度，V为液体体积，g为重力加速度。
2. 杯法杯法是利用液体表面张力对液体表面的收缩力来测定表面张力系数。
实验步骤1.准备一个悬臂杯，并用注射器将它装满待测液体。
2.将注射器与悬臂杯连通，调整注射器，使悬臂杯上的液面与注射器上的液面保持水平。
3.记录注射器中液面下降的长度ℎ。
4.计算液体表面张力系数γ，公式如下：γ=mg 2πR其中，m为注射器中液体的质量，g为重力加速度，R为悬臂杯的半径。
3. 浮物法浮物法是利用液体表面张力对物体浮力的影响来测定表面张力系数。
实验步骤1.选择一个物体，并将其浸入待测液体中，使其浸入深度变为ℎ。
2.测量物体浸入液体前后液面的高度差ℎ′。
3.计算液体表面张力系数γ，公式如下：γ=2gdΔρℎ−ℎ′其中，g为重力加速度，d为液体密度，Δρ为物体的相对密度。
表面张力系数的测定实验报告
表面张力系数的测定实验报告一、引言（引言部分可以介绍表面张力的概念和重要性，以及测定表面张力系数的目的和意义）二、实验原理2.1 表面张力的定义（在这一部分可以详细解释表面张力的概念和其对液体性质的影响）2.2 表面张力系数的测定方法1.球法测定法2.悬滴法测定法3.比重法测定法2.3 实验所用仪器和试剂1.试验仪器：球法测定仪、悬滴法测定仪、比重测定仪2.试验试剂：去离子水、甲醇等三、实验步骤3.1 球法测定法的实验步骤1.准备实验器材，如球法测定仪、试验瓶等2.将试验瓶中装满去离子水活得其他试剂3.将试验瓶放入球法测定仪中，记录下实验环境条件4.通过测量实验瓶和球法测定仪的重量差来计算表面张力系数3.2 悬滴法测定法的实验步骤1.准备实验器材，如悬滴法测定仪、试验液等2.将试验液滴在悬滴法测定仪上，注意控制滴液量3.观察滴液在测定仪上的形态，记录下实验环境条件4.根据滴液的形态和重量来计算表面张力系数3.3 比重法测定法的实验步骤1.准备实验器材，如比重测定仪、试验液等2.将试验液倒入比重测定仪中，注意加入量的控制3.观察试验液的形态和重量，记录下实验环境条件4.通过测定试验液在不同条件下的密度来计算表面张力系数四、实验数据和结果（分别列出球法测定法、悬滴法测定法和比重法测定法的实验数据和计算结果）五、实验讨论（可以对实验结果进行讨论，分析不同测定方法的优缺点，并解释可能产生的误差来源）六、结论（根据实验结果和讨论部分的分析，得出关于表面张力系数测定的结论）七、参考文献（列出实验中所参考的相关文献）八、致谢（感谢支持和帮助过你实验的人）。
表面张力系数的测定（拉脱法）实验报告
表面张力系数的测定（拉脱法）实验目的：1、用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。
2、学习焦利秤的使用方法。
实验原理：液面的表面有如紧张的弹性薄模，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。
如图1 中的肥皂薄膜，如果从中心将膜刺破，由于膜的收缩，线被拉成圆形。
这说明液体表面内存在一种张力，存在于极薄的表面层内，而且不是由于弹性形变引起的，此力被称为表面张力。
设想在液面上作一长为L的线段，则张力的作用表现在线段两侧液面以一定的力的F 相互作用，而且力的方向恒与线段垂直，其大小与线段长L 成正比，即F=γL（1）比例系数γ称为液体的表面张力系数，它表示单位长线段两侧液体的相互作用力。
表面张力系数的单位为N/m。
如图2，在一金属框P中间拉一金属细线ab.将框及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，当水膜将拉直时，则有F=W+2γL+Ld h ρ g （2）式中F 为向上的拉力，W 是框和细线所受重力和浮力之差，l 为细线金属的长度，d 为细线的直径即水膜的厚度，h 为水膜被拉断前的高度，g为重力加速度，ρ为水的密度，ldhρg 为水膜的重量，由于细线的直径d 很小，所以这一项不大，水膜有前后两面，所以上式中表面张力为2γL。
从式（2）可得γ=((F−W)−ldhρg)/2l本实验用焦利秤测量（F—W）之值，用上式计算表面张力γ之值。
图2实验仪器：螺旋测微器（量程：0-25mm，分度值：0.01mm）、游标卡尺（量程：0-15cm,分度值：0.02mm）测高仪、焦利秤、温度计、金属线框、砝码、实验内容及数据处理：1、测量弹簧的倔强系数K，从0.5g起每增加0.5g砝码按游标卡尺的读数方法读出一次弹簧的伸长量x，一直增加到3.5g，然后从3.5g起每减少0.5g砝码读一次弹簧的伸长量x，一直减少到2、测当时液温t=28°C（2）、测(L2、L1)、(S2、S1). 在焦利秤V的游标上读取B的刻度L1，再调节测高仪，使得望远镜中十字叉丝对准焦利秤上的S，在测高仪的游标上读取刻度S1。
液体表面张力系数测定
液体表面张力系数测定液体表面张力系数是描述液体分子之间相互作用强度的物理量，也是评价液体表面性质的重要参数。
在实验室中，常采用不同方法对液体表面张力系数进行测定。
本文将介绍几种常用的测定方法和实验步骤，以及一些注意事项。
1. 原理液体表面张力系数是液体表面单位长度的表面能，通常用符号 $\\gamma$ 表示。
在液体表面张力作用下，液体表面形成一个具有弹性的薄膜，趋向减小其表面积。
表面张力系数的测定可以了解液体分子之间的相互作用程度和表面性质。
2. 测定方法2.1. 动态方法动态方法是通过测定液体在不同外界条件下的动力学行为来确定表面张力系数。
常用的动态方法包括颤动法、旋转法和挂滴法等。
2.2. 静态方法静态方法是通过测定液体在平衡状态下的力学行为来确定表面张力系数。
常用的静态方法包括测量法、悬浮法和蒸发法等。
3. 实验步骤3.1. 颤动法测定1.准备一定容量的实验液体和振荡器。
2.将实验液体倒入振荡器，使液体表面光滑平整。
3.开启振荡器，记录液体的振荡频率和振幅。
4.根据实验结果计算表面张力系数。
3.2. 挂滴法测定1.准备一定容量的实验液体和测量仪器。
2.将液体滴在指定的位置，并记录滴下液滴的时间。
3.根据液滴的时间和液体的密度计算表面张力系数。
4. 注意事项1.实验环境应保持稳定，避免外界因素干扰。
2.操作仪器时应注意安全，避免液体溅出或器具损坏。
3.在测定过程中，应根据实际情况采取相应的校正方法，确保实验结果的准确性。
5. 结论通过以上实验方法的测定，我们可以得到液体表面张力系数的定量值，进一步了解液体的特性和表面性质。
液体表面张力系数的测定对于科研和实际应用具有重要意义，有助于推动液体力学研究的发展。
以上就是液体表面张力系数测定的相关内容，希望对您有所帮助。
液体表面张力系数测定实验总结
液体表面张力系数测定实验总结一、实验背景液体表面张力是指液体表面上的分子间吸引力，是表征液体分子间相互作用的重要物理量。
本实验旨在通过测定液体表面张力系数的方法，掌握测量技术和实验操作技能。
二、实验原理1. 垂直法：利用垂直于液面方向的升降机构，测定液体表面张力系数。
2. 悬滴法：通过悬挂一滴液体，测定其自由下落时的速度和直径，从而计算出液体表面张力系数。
3. 静水压差法：利用静水压差计算出液体表面张力系数。
三、实验步骤1. 垂直法：（1）将升降机构调整至刻度线处，并将玻璃片固定在上端。
（2）将容器中的待测液体注入到玻璃片上，并使其充满玻璃片。
（3）将升降机构慢慢下降，直到液面与刻度线平齐。
（4）记录下升降机构下降的距离和时间，并根据公式计算出液体表面张力系数。
2. 悬滴法：（1）将一定量的待测液体滴在悬挂装置上，并调整装置使其悬挂稳定。
（2）记录下液滴自由下落的时间和直径，并根据公式计算出液体表面张力系数。
3. 静水压差法：（1）将容器中的待测液体注入到两个相邻的圆柱形容器中，使其表面平齐。
（2）通过静水压差计算出液体表面张力系数。
四、实验注意事项1. 实验过程中要保持实验室干净卫生，避免污染和交叉感染。
2. 操作时要注意安全，避免发生意外事故。
3. 实验前要认真阅读实验原理和操作步骤，确保操作正确无误。
4. 测量数据时要严格按照要求进行，避免误差产生。
五、实验结果分析通过垂直法、悬滴法和静水压差法三种方法测定出了不同液体的表面张力系数。
在实验过程中，需要注意控制好温度、湿度等环境因素对实验结果的影响。
同时，在测量数据时要注意准确记录数据，避免误差产生。
六、实验结论本实验通过垂直法、悬滴法和静水压差法三种方法测定了不同液体的表面张力系数，并掌握了液体表面张力系数的测量技术和实验操作技能。
同时，也深入理解了液体分子间相互作用的重要物理量——液体表面张力。
液体的表面张力系数的测定
表面张力测定的原理
表面张力可以通过测量液体表面的形状变化或测量液体滴在固体表面上的扩 展区域来进行测定。
常用的表面张力测定方法
1 滴下法
通过测量液滴的形状、重量和体积来计算表面张力。
2 悬滴法
通过悬挂液滴并测量其重力平衡来计算表面张力。
3 浸深法
通过测量液体在毛细管或其他细管中的上升高度来计算表面张力。
实验步骤和操作注意事项
步骤一
准备实验所需的仪器、试剂 和样品，并确保实验环境的 干净和整洁。
步骤二
按照所选测定方法的步骤进 行实验，并记录实验过程中 的关键数据。
操作注意事项
注意操作的准确性和安全性， 严格控制实验条件，遵守实 验室规定。
实验结果的处理和分析
1
误差分析
2
对实验结果进行误差分析，探讨可能的
误差来源。
3
数据收集
将实验数据整理并计算平均值和标准差。
结果解释
解释实验结果的意义和与理论值的对比， 提出结论。
表面张力的应用和意义
自洁效应
研究表面张力可以帮助我们了解 植物叶子上的水滴是如何保持清 洁的。
泡沫稳定性
了解表面张力可以帮助我们改进 泡沫剂的稳定性和清洁效果。
液体性质调控
通过了解表面张力，可以调控液 体的性质，应用于各种领域。
液体的表面张力系数的测 定
表面张力是液体表面和内部之间相互作用引起的现象，影响物质的性质和应 用。
表面张力的概念
表面张力是液体分子间的相互作用力导致液体表面收缩的现象，使液体表面 呈现出力受温度、压力、溶质浓度和界面活性剂等因素的影响，可以通过调控这些因素来改变表面张力。
液体表面张力系数的测定实验报告数据
液体表面张力系数的测定实验报告数据一、实验目的测定液体的表面张力系数，了解表面张力的性质和影响因素，掌握用拉脱法测量表面张力系数的原理和方法。
二、实验原理液体表面层内分子受到指向液体内部的拉力，使得液体表面具有收缩的趋势。
这种沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的力称为表面张力。
当一金属框（如矩形框）在液面上缓慢拉起时，液膜将在金属框上形成。
若要使液膜破裂，拉力需克服表面张力的作用。
根据胡克定律，在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
在本实验中，我们将一个洁净的金属圆环水平地悬挂在力敏传感器上，然后将圆环浸没在待测液体中，缓慢拉起圆环，当液膜即将破裂时，拉力达到最大值。
此时，拉力 F 等于表面张力系数σ 与圆环内外周长之和 l 的乘积，即 F ＝σl 。
通过力敏传感器测量拉力 F ，并测量圆环的内外直径，计算出周长l ，就可以求得液体的表面张力系数σ 。
三、实验仪器力敏传感器、数字电压表、铁架台、升降台、镊子、游标卡尺、纯净水、待测液体（如酒精）、玻璃皿、金属圆环。
四、实验步骤1、仪器调整将力敏传感器固定在铁架台上，调整其高度，使其与升降台的上表面平行。
将数字电压表与力敏传感器连接好，打开电源，预热 15 分钟。
对数字电压表进行调零。
2、测量金属圆环的内外直径用游标卡尺分别测量金属圆环的内外直径，各测量 5 次，取平均值。
3、测量纯净水的表面张力系数将玻璃皿中装入适量的纯净水，放在升降台上。
用镊子将金属圆环挂在力敏传感器的挂钩上，并使其完全浸没在纯净水中。
缓慢升起升降台，使金属圆环逐渐脱离水面，观察数字电压表的示数变化，当液膜即将破裂时，记录下拉力的最大值 F1 。
重复测量 5 次，取平均值。
4、测量待测液体的表面张力系数倒掉玻璃皿中的纯净水，用待测液体（如酒精）清洗玻璃皿和金属圆环。
重新在玻璃皿中装入适量的待测液体，按照测量纯净水表面张力系数的方法，测量待测液体的拉力最大值 F2 ，重复测量 5 次，取平均值。
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表面张力测定方法综述
摘要：本文主要阐述了几种表面张力测定的方法
关键词：滴重法毛细管上升法环法吊片法最大气泡压力法
滴外形法
前言：表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。
通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。
在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。
因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。
下面介绍几种测定表面张力的方法
滴重法
当液体在滴重计(滴重计市售商品名屈氏粘力管)口悬挂尚未下滴时：
πσ=
2r mg
r：若液体润湿毛细管时为外半径，若不润湿时应使用内半径。
σ: 液体的表面张力。
m：液滴质量(一滴液体)。
g；重力加速度，当采用厘米.克.秒制时为 981cm／S2
但从实际观察可知，测量时液滴并未全部落下，有部分收缩回去，故需对上式进行校正：
πσ=
r f m g
2'
m ’为滴下的每滴液体质量(用分析天平称量)。
f 称为哈金斯校正因子，它是r ／v 1/3的函数；v 是每滴液体的体积； 可由每滴液体的质量除液体密度得到。
在上式中r 和f 是未知数，可 采用已知表面张力的液体（如蒸馏水）做实验，采用迭代法得到：
设每滴水质量为m ’，体积为v ；先用游标卡尺量出滴重计管端的外直径D ；可得半径r 0；用r 0作初值；求得r 0/ v 1/3；查哈金斯校正因子表（插值法）得f 1；用水的表面张力σ和f 1代入
12'r f m g
πσ=；
求的第一次迭代结果r 1；再由r 1/ v 1/3查表得f 2 ；再代入：
22'r f m g
πσ=
求得第二次迭代值r 2，同法再由r 2/ v 1/3代入查表求f 3 ，这样反复迭 代直至相邻两次迭代值的相对误差：┃（r i-1-r i ）/ r i ┃≤eps （eps 表示所需精度，如1‰）这时的r 就是要求的结果，记录贴在滴重管
上的标签上，半径就标定好了。
求得半径r后，对待测液体只要测得每滴样品重和密度，就可由r/ v1/3查表得f；由：
πσ=
r f m g
2'
就可求得样品的表面张力。
哈金斯校正因子表
纯水的表面张力见最大泡压法实验；水和酒精的密度数据见恒温技术与粘度实验。
仪器与药品
屈氏粘力管一根。
测液体比重用比重瓶一个。
游标卡尺一根（公用）。
50ml和100ml烧杯各一个。
酒精，表面活性剂溶液（每组一个，实验室编好号）。
实验步骤
1.用游标卡尺测量滴重计的外半径。
测量酒精从上刻度到下刻度滴下液滴的总质量W和滴数n。
,算出每滴酒精的重量。
2.剩余的酒精倒入回收瓶，烘干滴重计，冷却后同法测量纯水的从上刻度到下刻度的总质量W和滴数n。
迭代法求得滴重计的半径。
把多
余的蒸馏水倒掉，
3.把滴重计用待测溶液（样品）荡洗数次后，用此溶液测量从上刻度到下刻度滴下液滴的总质量W 和滴数n 。
计算该待测表面活性剂溶液的表面张力。
4.测量此待测溶液的比重（方法见实验后附录中比重瓶法）
毛细管上升法
如图，将一洁净的半径为 r 的均匀毛细管插入能润湿该毛细管的液体中，则由于表面张力所引起的附加压力， 将使液柱上升，达平衡时，附加压力与液柱所形成的压力大小相等，方向相反：
(12-37)
式中 h 为达平衡时液柱高度，g 为重力加速度，Δρ＝ρ
液
－ρ
气
（ρ 为密度）。
由图中可以看出，曲率半径 r
与毛细管半径 R 以及接触角 θ 之间存在着如下关系，
以之代入式（12-37）：
(12-38)
若接触角 θ＝0，Cos θ＝1， Δρ＝ρ
液
则
(12-39)
从式（12-39）可见，若 R 已知，由平衡液柱上升高度可测出液体表面张力。
若接触角不为零，则应用公式（12-38）。
但由于目前接触角θ的测量准确度还难以满足准确测定表面张力的要求，因此，该法一般不用于测定接触角不为零的液体表面张力。
若考虑到对弯液面的修正，常用公式为：
(12-40)
毛细管上升法理论完整，方法简单，有足够的测量精度。
应用此法时除了要有足够的恒温精度和有足够精度的测高仪外，还须注意选择内径均匀的毛细管。
最大泡压法
最大气泡法测定乙醇水溶液的表面张力，其实验装置和原理如图所示。
将被测液体装于测定管中，使玻璃管下端毛细管端面与液面正好相切，液面沿毛细管上升。
打开抽气瓶的活塞缓缓放水抽气，则测定管中的压力户逐渐减小，毛细管中压力p0就会将管中液面压至管口，并形成气泡，其曲率半径由大而小，直至恰好等于毛细管半径r，根据拉普拉斯(Laplace)公式，这时能承受的压力差也最大：
随后大气压力将把此气泡压出管口，曲率半径再次增大，因此气泡表面膜所能承受的压力差必然减少，实际上测定管中的压力差却在进一步加大，所以立即导致气泡的破裂。
最大压力差可通过数字压力计测得。
用同一根毛细管分别测定具有不同表面张力的溶液时，可得下列关系σ1 =r/2ΔP1 σ2 =r/2ΔP2 σ1 = K ΔP
仪器与试剂
仪器：表面张力测定装置1套，恒温水浴1套，阿贝折射仪1台，洗耳球1个， 200mL烧杯1只
试剂：乙醇(分析纯)
实验内容
1、配制溶液
用称重法粗略配制5％，10％，15％，20％，25％，30％，35％，40％80％的乙醇水溶液待用。
2、测定仪器常数
调节恒温槽温度为25℃。
将仪器认真洗涤干净，在测定管中注入蒸馏水，使管内液面刚好与毛细管口相接触，置于恒温水浴内恒温10min。
注意使毛细管保持垂直并注意液面位置，然后按图C接好系统。
慢慢打开抽气瓶活塞，进行测定。
注意气泡形成的速度应保持稳定，通常以每分钟约8～12个气泡为宜。
记录U型压力计两边最高和最低读数各3次，求出平均值。
3、测定醇溶液的表面张力
以不同浓度的乙醇或正丁醇溶液进行测量。
从稀到浓依次进行。
每次测量前必须用少量被测液洗涤测定管，尤其是毛细管部分，确保毛细管内外溶液的浓度一致。
4、乙醇系列溶液的折光率测定
乙醇水溶液的准确浓度，用阿贝折射仪来确定。
阿贝折射仪的使用方法，详见上篇。
吊环法
是厂矿企业常用测试方法。
仪器有商品供应，测量的平衡性能不太好，仪器本身缺乏恒温装置，测量结果和其它方法差别较大，其优点是操作简单(因其结构主要是一个扭力天平,见图D13-2和图D13-3)还可以测液一液界面张力，实验时把一个半径r的铂丝制成的环与液面接触后再慢慢上拉。
（用样品皿托架下螺旋转动）而形成一个内径R’，外径为R’十2r的环形液柱，R’=R-r。
设向上的力为W，当平衡时，
W＝2πR'σ+ 2π(R' +2r ) σ
因为R＝R’十r故上式可改写为：σ = W/（4πR）
因为铂丝环悬挂在扭力天平一臂上，所以W大小可以从扭力天平读出，在出厂时，扭力天平刻度盘上已直接标上表面张力量度大小，故可直接读出表面张力大小。
吊板法
吊板法又称吊片法，在文献中也用
其平衡性能也很好，常用的有
ST一1型表面张力仪。
原理见图
D13-4.它的基本结构为在一自动
扭力天平上挂一巳知重量为W的
矩形吊板(毛玻璃制成)，设其平行于液面的截面矩形长为x，宽
为y，(y实际上是吊板的厚度)，则该矩形周长为2(x十y)，当
平衡时，向上的力设为W’,则：W'-W＝2(x十y)·σ W’可
从自动扭力天平上读出，x，y，w已知，从而可知道σ。
，实际上
从仪器上σ读数可直接知道大小，无需作上述计算。
不同的吊板
可通仪器上的校正旋扭校正。
仪器本身附有超级恒温槽，并可测
量接触角和液液界面张力。
该方法操作方便，迅速。
滴外形法
滴外形法,顾名思义就是根据液滴的外形来测定表(界)面张力和接触角的方法,包括悬滴法(pen-dant drop method)和躺滴法(sessile drop method),其原理是根据Laplace关于毛细现象的方程:ΔP=γ(1/R1+ 1/R2)其中γ为表(界)面张力,R1和R2表示曲面半径,ΔP为界面上的压力差。
在此方程的基础上,后人将其逐步完善和发展,以表格的形式将实验信息和各种因子表示出,用于测定表(界)面张力和接触角,如Bashforth-Adams的躺滴法,Forham的悬滴法表格等。
在已有的数据处理方法中,一个重要的错误来源可能与数据的获取有很大关系。
由于滴的全部表面参数的描述简化为几个与表格兼容的预取的关键点,所以要求测量的准确度很高。
此外,若需求接触角的值,则三相相交的接触角的位置须准确测定,而这些测量是不易达到的。
由于计算机技术和躺(悬)滴法的结合,才使滴外形法的应用出现转机;运用迭代法和Newton-Raphson法合并的数字化程序,不需要表面张力、曲率半径等任何数值以及任何表格,就可求出所需的各个参数值。