利用滴重法测定液体表面张力

利用滴重法测定液体表面张力(4 页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。摘要 本文论述了用滴重法测定液体表面张力的基本原理、测定装置、测试步骤和该方法的应用特点。Abstract: The basic principle, device and method for measuring liquid surface tension with the drop weight method are reviewed in this paper. Besides, the application features of this method are introduced.关键词 液体表面张力 滴重法Keywords Liquid surface tension; Drop weight method前言表面张力的知识对基础科学讨论和生产应用都具有重要意义。它决定了很多工业生产的质量，例如：食品、农业化学制品、药品的生产和冶金[1]、炼钢等等。人们针对表面张力也做了大量的讨论，很多发达国家将表面张力测定作为检测和控制环境污染的标准程序之一。滴重法是一种较好的测定表面张力的方法，此方法操作简单，温度控制方便，试样尺寸小，再现性好，而且能够测量液-气界面和液-液界面的张力。在适当的条件下，滴重法的精度可以达到±0.01mN/m。测量原理图 1 滴重法示意图如图1所示，对于液体从很细的管口中缓慢滴出的过程，液滴在表面张力的支撑下缓慢长大，当重量比表面张力稍大时，液滴就将落下来。设管口的半径为r，落下的液滴质量为m，其表面张力为σ，当重力加速度为g，则可以得到： (1)但实际过程并不是这么简单，当液滴落下时，首先式中部变细，大部分落下来，剩下的一部分变成小液滴，接着落下来。即使采纳毛细管，应用公式(1)也会产生很大的误差，因此Harkins就引入了校正因子f，则更精确的表面张力可以表示为： (2)其中f 与液滴的大小V和管口的半径r有关，根据f 与的关系，可以从表中查得相应的修正系数[2]。实验时，为了得到足够精确的r值，可以采纳反复查表迭代的方法。用滴重计测量蒸馏水的表面张力。首先用游标卡尺量出滴重计管端的直径，计算半径r0；用r0作初值，求得；查Harkins校正因子表得f1；然后将蒸馏水的表面张力σ和f1代入公式，求的第一次迭代结果r1；再由查表得f2 ；再代入公式，如此反复迭代直至相邻两次迭代值的相对误差满足所需精度。测量装置与步骤 图2 滴重法装置示意图利用滴重法测量液体表面张力的常见装置是滴重计，如图 2 所示。滴重计是一个带有中间凸起的玻璃管，它的表面有刻度。滴重计的尖端是专门设计的为了让液体能流过口径较小的部分并形成...