利用滴重法测定液体表面张力
-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）：
物理实验技术使用中的液体表面张力测量方法
物理实验技术使用中的液体表面张力测量方法液体表面张力是物理实验中经常涉及的一个参数，它用于描述液体分子间所存在的相互作用力。
液体表面张力的测量方法有很多种，下面将介绍其中几种常见的方法。
一、测量液体表面张力的静态方法1. 悬滴法：这是一种最常见的测量液体表面张力的方法。
它的原理是利用重力对悬挂在管道或管道末端的液滴产生的形变进行测量。
通过测量液滴形变的大小，就可以得到液体的表面张力值。
2. 杜瓦细管法：这种方法是利用毛细现象测量液体的表面张力。
原理是将一个细管插入待测液体中，液体会上升到管内形成液柱，液柱高度与液体的表面张力有关。
通过测量液柱的高度和细管的半径，就可以计算出液体的表面张力。
3. 包水法：这种方法是利用包覆在半球形铜圆盘上的液膜表面积与液体的表面张力之间的关系进行测量。
通过测量液膜的表面积和液体的密度，就可以计算出液体的表面张力。
二、测量液体表面张力的动态方法1. 悬链法：这是一种利用悬挂链条受到液体表面张力作用形成的链条弧度来测量液体表面张力的方法。
通过测量链条的弧度和链长，就可以得到液体的表面张力值。
2. 细管法：这种方法是利用液体在细管内上升高度与液体表面张力成正比的关系来测量液体表面张力。
通过测量液体在细管内的上升高度和细管的内径，就可以计算出液体的表面张力。
3. 振荡法：这种方法是利用液体在封闭容器内产生振荡的频率与液体表面张力成反比的关系来测量液体表面张力。
通过测量振荡的频率和容器的几何参数，就可以计算出液体的表面张力。
总之，液体表面张力测量技术在物理实验中有着广泛的应用。
不同的测量方法适用于不同的实验需求，选择合适的方法可以准确测量液体的表面张力。
希望本文介绍的几种方法能够为科研工作者提供一些参考和帮助。
细圆柱滴重法测液体的表面张力系数
细圆柱滴重法测液体的表面张力系数细圆柱滴重法是一种简单可靠的测定液体的表面张力的方法。
细圆柱滴重法的基本原理：细圆柱滴重法依赖重力，在液体中放入特定形状的
细圆柱体，重力对该细圆柱体施加自身重量力，液体则对细圆柱体施加表面张力力，该滴体的上升速度由重力作用力和表面张力之间的平衡决定，测得该滴体上升速度，即可求得液体表面张力系数。
细圆柱滴重法测试液体的表面张力时，须将测试液体密闭容器中滴入，方可测
试表面张力。
首先，先将相同面积的细圆柱体（根据具体需要调节）放入装有测试液体的罐内；其次，借助精密的时间记录仪、连接尺度的绳索和重量的小物体，仔细观察放入的小滴体的上升过程，记录到小滴体完全在罐内浮起时间即可；最后，将实验所测液体表面张力和标准值进行比对，判定液体表面张力参数。
细圆柱滴重法不仅适用于研究实验室里的液体，也适用于日常生活之中，比如
洗衣液中有不同数值的表面张力系数，可以通过细圆柱滴重法来进行测定。
而且，将该法用在酿造过程中，大大提高了生产效率和酒的质量。
总之，细圆柱滴重法是一种简单可行的液体表面张力测试方法，其精确性及优
越性。
滴重法在实验室，学校，工厂，酒业等均有广泛应用，可以有效提高生产率和产品质量。
物理化学实验“滴重法测定液体表面张力”改革方案设计与实践
第３ ７卷 总第 ２ １ １ 期
ｗ ｗｗ． ｃ ｅ ｃ ｍ ｇ ｈ ｍ． ｄ ｏ
１９ ６
霍
物理 化 学 实验 “ 重 法测 定 方 案 设计 与 实践
王光丽 ，朴银 实 ，梁秀娟 ，郑秋容 ，赵 泳 ，董 玉明
（ ．江 南大 学 化 学与材 料 工程 学院 ，江苏 无锡 ２ ４ ２ ；２ １ １ １２ ．山东省 青州 市 北关初 中，山东 青州 ２ ２ ０ ） ６ ５ ０
【 要】 摘 文章是在学生忍考和教研室同仁的交流基础上，针对原实验方法中需要两个人协作完成、操作熟练要求高、偏差较大的特点 ，对滴 重法测 定表 面张 力方法 进行 了改革 。新 实 验方案 基于 原有 的 实验原 理 ，采 用分 析天 平称 重 的方法 进行 ，精 度 高、偏 差小 ，一 个 人可 以独立 完成 ， 具有较高的应用价值。同时，对文章新方案的误差来源进行了分析 ，提出了注意事项和适合范围。 【 关键词 】 化学 实验 ；表 面张 力 ；改革 物理
ｆ 中图分类 号］ ４ Ｇ 【 文献 标识 码】 Ｂ ［ 文章 编号】 ０ ７ １ ６ （０ ０ １－ １ ９０ １０ —８ ５２ １ ）１０ ６ —２
Ｄｅ ｉ ｎｉ ｎｄ Ｐｒ ｃ ｉ ｅ ｆ ｒＩ ｓｇ ｎｇ ａ ａ ｔｃ ｏ ｎｎｏ ｔｏ ｆＰｈ ｉ ａ ｖａ ｉ ｎ ｏ ｙｓｃ ｌ Ｃｈｅ ｉｔ ｙ Ｅｘ ｒ ｍ ｅ ｍ ｓ ｒ ｐｅ ｉ ｎｔ “ ｅ ｕｒ ｔｏ ｆＳｕｒ ａ ｅＴｅ ｓ ｏ ｙ Ｄｒ ｐ— ｉ ｈｔＭ ｅ ｈｏ ’ Ｍ ｎｓ ａ ｉ ｎ ｏ ｆ ｃ ｎ ｉ ｎ ｂ ｏ ｗｅ ｇ ｔ ｄ ’
Ｑ ｎ ｚｏ ， ｎ ｚ ｏ ６ ５ ０ Ｃ ｉａ ｉｇ ｈ ｕ Ｑｉｇｈ ｕ２ ２ ０ ， ｈｎ ）
测量液体表面张力的实验原理应用
测量液体表面张力的实验原理应用引言液体表面张力是液体分子间相互作用力产生的一种现象，它是液体表面上分子间相互吸引力所形成的表面膜。
测量液体表面张力对于研究液体物理性质、科学实验和工程应用具有重要意义。
本文将介绍测量液体表面张力的实验原理和应用。
实验原理1. 吊环法吊环法是测量液体表面张力的常用方法之一。
其基本原理是利用重力和液体表面张力之间的平衡关系来测量液体的表面张力。
实验步骤如下： 1. 准备一根细丝或细线，并将其形成一个环。
2. 在环中吊入待测液体，并调整其高度，使其与液面接触。
3. 观察液体表面张力使环收缩的程度，并计算液体的表面张力。
2. 滴下法滴下法是另一种常用的测量液体表面张力的方法。
其原理是通过测量液滴在滴管中的变形来间接计算液体表面张力。
实验步骤如下： 1. 准备一个滴管，并将待测液体滴入滴管中。
2. 观察液滴在滴管中的形状和变形，并计算液体的表面张力。
3. 比重法比重法是一种利用比重差异测量液体表面张力的方法。
其原理是通过测量不同液体的比重差异来计算液体表面张力。
实验步骤如下： 1. 准备两种不同液体，并测量它们的比重。
2. 比较两种液体的比重差异，并计算液体的表面张力。
实验应用1. 科学研究测量液体表面张力在科学研究中具有广泛的应用。
例如，在材料科学领域，可以通过测量液体表面张力来研究不同材料的润湿性和粘附性，以及材料之间的相容性。
在生物学领域，测量液体表面张力可以用来研究生物体的生理状态和病理变化等。
2. 工程应用测量液体表面张力在工程应用中也起着重要的作用。
例如，在纺织工业中，通过测量液体表面张力可以控制纤维的润湿性，从而改善纺织品的质量和性能。
在食品工业中，测量液体表面张力可以用来评估食品的品质和口感。
此外，测量液体表面张力还可以应用于制药、化工和涂料等工业领域。
结论本文介绍了测量液体表面张力的实验原理和应用。
吊环法、滴下法和比重法是常用的测量液体表面张力的方法。
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）。
液滴法法原理
液滴法法原理
液滴法是一种用于测定表面张力的实验方法。
它的原理基于以下几个方面：
1. 表面张力：液体表面分子之间的相互吸引力导致表面张力的存在。
表面张力会使液体在接触体上形成一个表面膜，同时表面膜处液体呈现凸起。
表面张力越大，液体在体上形成的凸起越高。
2. 附着力：当一个小液滴悬挂在垂直的管道或是毛细管上时，液滴与管道表面之间存在一个附着力，这是由于液体分子之间的相互吸引力以及液滴与管道表面之间的吸附力所形成的。
3. 重力：液滴悬挂在管道或是毛细管上时，液滴受到重力作用，向下方受到压力。
基于以上原理，液滴法可以通过测量悬挂液滴的凸起高度来计算出液体的表面张力。
测量过程中，通常使用一根微细的玻璃管将液滴悬挂起来，然后通过调整管道的倾斜角度或者改变液滴与管道表面的接触角度，使得液滴处于平衡状态。
此时液滴所受到的重力和附着力相等，根据杨－杜龙方程可以计算出液滴的凸起高度，从而得到液体的表面张力。
需要注意的是，在进行液滴法实验时，需要排除其他因素对测量结果的干扰，如空气对液滴的影响、液滴的形状等。
同时，为了提高测量精度，通常会进行多次实验取平均值。
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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研究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研究，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±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：
σr mg 2π= (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。
即使采用毛细管，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：
rf
mg σ2π= (2) 其中f 与液滴的大小V 和管口的半径r 有关，根据f 与3/1V r 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，可以采用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r 0；用r 0作初值，求得3/10V r ；查Harkins 校正因子表得f 1；然后将蒸馏水的表面张力
σ和f 1代入公式rf
mg σ2π ，求的第一次迭代结果r 1；再由3/11V r 查表得f 2 ；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液滴。
常见的几何类型有两种：毛细管类型和锐角尖端类型（如图3所示）。
不同几何类型的尖端对应液滴和管口平面的接触角度不同[3]。
图3 滴重计尖端几何形状类型(A)厚壁毛细管尖端(B)薄壁毛细管尖端
(C)锐角尖端[3]
用滴重计测量液体表面张力的步骤为：
1.用游标卡尺测量滴重计的直径。
2.测量蒸馏水的从上刻度到下刻度的总质量M 0和滴数n 0。
利用迭代法求得滴
重计的半径。
3.把滴重计用待测液体（样品）荡洗数次后，用此待测液体测量从上刻度到下刻度滴下液滴的总质量M 和滴数n 。
计算该待测液体的表面张力。
应用特点
1.滴重法是一种相对精确而又可能是最方便的方法之一，它的样品制备简单，温度时间间隔长，只用简单的温度控制即可。
可用来测定气一液和液一液界面，且样品的用量少。
2.此方法只能应用于液滴很小的情况[4]。
3.滴重法测量有三种模式：静态测量、动态测量和准静态测量。
主要区别参数是液滴形成和滴落的速度。
其中静态测量主要用来测量纯液体的表面张力，动态测量经常用来测量含有表面活性剂的稀溶液，准静态测量适用于蛋白质溶液、聚合物溶液[5]。
结论
1.滴重法测量液体表面张力是一种相对精确而又方便的方法；
2.计算中需要利用Harkins校正因子，至今只能算是一种经验方法。
3.在计算滴重计端口半径时采用迭代法可以提高计算精度。
参考文献
[1]王武孝，袁森，张忠明。
液体表面张力测定的探讨。
物理测试，1998，1：38-40。
[2]尹东霞，马沛生，夏淑倩。
液体表面张力测定方法的研究进展。
科学通报，2007，23（3）：424-433。
[3]William D. Harkins, F. E. Brown. The Determination of Surface Tension and the Weight of Falling Drops: The Surface Tension of Water and Benzene by the Capillary Height Method. Am. Chem. Soc., 1919, 41 (4): 499–524.
[4]郭瑞。
表面张力测量方法综述。
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[5]Boon-Beng LEE, Pogaku Ravindra and Eng-Seng Chan. A Critical Review: Surface and Interfacial Tension Measurement by the Drop Weight Engineering Communications, 195(8): 889-924.。