1、外表張力的測量方法液體外表張力測量在化學、醫藥、生物工程等領域具有重要意義,根據液體外表張力的大小可以確定外表活性并計算外表活性劑在溶液外表的吸附量；在合金液體體系中,借助于外表張力還可以評價金相組織及孕育效果等重要參數.目前,測量液體外表張力系數有毛細上升法、最大氣泡壓力法、液滴法等.1.1.毛細上升法這個方法,研究的比擬早,在理論和實際上都比擬成熟.如圖 1 1 所示,干凈的毛細管浸入液體內部時,如果液體間的分子力小于液體與管壁間的附著力,那么液體外表呈凹形.此時外表張力產生的附加力為向上的拉力,并使毛細管內的液面上升,直到液柱的重力與外表張力相平衡.圖1其中：一液體的外表張力；r-r-毛

2、細管的內徑；-接觸角；1和g-液體和氣體的密度；h-h-液柱的高度；g-g-當地的重力加速度.在實際應用中一般用透明的玻璃管, ,如果玻璃被液體完全潤濕, ,可以近似的認為=0=0.毛細上升法是測定外表張力最準確的一種方法,國際上也一直用此方法測得的數據作為標準.應用此方法時,要注意選擇管徑均勻,透明干凈的毛細管,并對毛細管直徑進行仔細的標定；毛細管要經過仔細徹底的清洗,毛細管浸入液體時要與液面垂直.2 2 . .最大氣泡壓力法如圖 2 2 所示,向插入液體的毛細管輕輕的吹入惰性氣體如山等.如果選用的毛細管半徑很小,在管口形成的氣泡根本上是球形的.并且當氣泡為半球時,球的半徑最小等于毛細管半徑

3、 r r;在其前后曲率半徑都比 r r 大,如圖 2 2 所示.當氣泡為半球時,泡內的壓力最大,管內外最大壓差可由差壓計測量得到.圖2由于毛細管口位于液面下一定位置,氣泡內外最大壓差 P 應該等于差壓計的讀數減去毛細管端面液位靜壓值.當氣泡進一步長大,氣泡內的壓力逐漸減小直到氣泡逸出.利用最大壓差和毛細管半徑即可計算外表張力：此方法與接觸角無關,裝置簡單,測定快速；經過適當的設計可以用于熔融金屬和熔鹽的外表張力測量.氣泡的生成速度以每秒鐘一個為宜,如果選用管徑較大,氣泡不能近似為球形,那么必須進行修正,可以用標準液體對儀器常數進行標定.3 3 . .滴重法如圖 3 3 所示,對于液體從很細的管

4、口中緩慢滴出的過程,液滴在外表張力的支撐下緩慢長大,當重量比外表張力稍大時,液滴就將落下來.圖3設管口的半徑為 r r, ,落下的液滴質量為 m m,其外表張力為,當地重力加速度為 g g, ,加上對于模型的修正量,可得：其中 F F 為與 r r 有關的一個修正量,可以通過查表得到.此方法不僅可以測量氣-液界面張力,也可以測量液-液界面張力.應用時常常用標準液體進行標定.在實驗過程中可以利用一個測微計使液滴緩慢生長,然后測定落下液滴的質量；并且此方法只能應用于液滴很小的情況.4 4 . .外表波法存在于液體外表的波動稱為外表波.外表波非常常見,其波長從毫米毛細波到千米潮涌波,振幅從零點幾毫米

5、到幾十米.外表波的性質受到表面張力和重力的影響.當外表波的波長比擬大1 10mm0mm時,重力起主要作用；當外表波的波長比擬小時10mm10mm, ,外表張力起主要作用.由流體力學的知識可以知道：其中,f是外表波的頻率,是外表波的波長,是液體密度.這種方法測量時間短、自動化程度高,可以實現在線測量和用于實時監控的測量.其外表張力的測量精度主要取決于波長和頻率的測量精度.本文介紹了一些具有代表性的外表張力測量方法,并對其特點和應用進行了分析.從文中可以看到,隨著電子以及激光技術的開展越來越多的電子和激光技術被引入了外表張力的測試中,這不但提升了測試的精度和自動化程度,同時也大大拓寬了測量范圍.參考文獻1郭瑞.外表張力測量方法綜述J.計量與測試技術,2022,04:62-64.2李艷紅,王升寶,常麗萍.表界面張力測定方法的研究進展J.日用化學工業,2022,02:102-106.3莊其仁,龔冬梅,陶海敏,范金友.液體外表張力激光快速測量法J.光學精密工程,2022,05:662-667.4章新友