最大氣泡法測(cè)表面張力(編輯修改稿)
2024-07-27 21:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 于一些粘度較大的液體、熔鹽等體系的表面張力的測(cè)定。這是其它方法不能代替的。 實(shí)驗(yàn)評(píng)注與拓展:本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：儀器系統(tǒng)不能漏氣；所用毛細(xì)管必須干凈、干燥，應(yīng)保持垂直，其管口剛好與液面相切；讀取壓差計(jì)的壓差時(shí)，應(yīng)取氣泡單個(gè)逸出時(shí)的最大壓力差；氣泡逸出速度不能過快。常見問題的討論:1．在測(cè)量中，如果抽氣速率過快，對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？答：若抽氣速度太快，氣泡的形成與逸出速度快而不穩(wěn)定；亦使U型壓力計(jì)中的酒精所處的位置相對(duì)不穩(wěn)定，來回速度跳動(dòng)，致使讀數(shù)不穩(wěn)定，不易觀察出其最高點(diǎn)而起到較大的誤差。2．如果將毛細(xì)管末端插入到溶液內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量行嗎？為什么？答：不行。如果將毛細(xì)管末端插入到溶液內(nèi)部，毛細(xì)管內(nèi)會(huì)有一段水柱，產(chǎn)生壓力Pˊ，則測(cè)定管中的壓力Pr會(huì)變小，△pmax會(huì)變大，測(cè)量結(jié)果偏大。3. 本實(shí)驗(yàn)中為什么要讀取最大壓力差？答：如果毛細(xì)管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開始形成時(shí)，表面幾乎是平的，這時(shí)曲率半徑最大；隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時(shí)曲率半徑R和毛細(xì)管半徑r相等，曲率半徑達(dá)最小值，根據(jù)拉普拉斯(Laplace)公式，此時(shí)能承受的壓力差為最大：△pmax = p0 pr = 2σ/γ。氣泡進(jìn)一步長(zhǎng)大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。最大壓力差可通過數(shù)字式微壓差測(cè)量?jī)x得到。4. 表面張力儀的清潔與否和溫度的不恒定對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)在何影響答：若玻璃器皿不清潔和溫度的不恒定，則氣泡將會(huì)不能連續(xù)穩(wěn)定地流過，而使壓差計(jì)讀數(shù)不穩(wěn)定。溫度對(duì)σ、G和折射率都有較大的影響。雖然質(zhì)量百分濃度與溫度無關(guān)，但由于折射率隨溫度的波動(dòng)，若溫度不恒定，故難得出未知溶液的準(zhǔn)確濃度。？ 答：溫度愈高，表面張力愈小，到達(dá)臨界溫度時(shí)，液體與氣體不分，表面張力趨近于零。最大泡壓法測(cè)定時(shí)，系統(tǒng)與外界大氣的壓力差愈大，表面張力就越大。但是我們?cè)跍y(cè)量時(shí)，開始時(shí)已經(jīng)是系統(tǒng)與大氣的壓力相同了（調(diào)零），所以此時(shí)大氣的壓力已經(jīng)不再是影響表面張力的因素了。測(cè)定表面張力有很多種方法，如前述毛細(xì)管
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