表面張力儀是一種常見的物理實驗儀器,用于測量液體表面張力,也可以用于測量固體表面的親水性和疏水性。表面張力是液體分子間相互作用力引起的一種性質(zhì),它決定了液體表面的形態(tài)和液體與固體表面接觸的情況。
一、參數(shù)
二、結(jié)構(gòu)
1.光學(xué)顯微鏡:用于觀察液體表面的形態(tài)和變化。
2.懸掛器:用于將試樣懸掛在液面上,建立有關(guān)液面形狀和液滴自由落下時間的數(shù)據(jù)。
3.重物:通過重力作用將懸掛于液面的試樣拉直。
4.電位差計:用于測量液面的形態(tài)和高度,從而計算表面張力。
5.計算機:將電位差計測量到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成表面張力數(shù)值,并進(jìn)行記錄和分析。
三、工作原理
工作原理基于底比德原理(BB面和DD面對比)。底比德原理指出,已知系統(tǒng)內(nèi)的固定態(tài)(體積、溫度、壓力),液體表面的張力只取決于內(nèi)部和外部介質(zhì)之間的相互作用力,而不受表面面積的影響。采用垂直懸掛試樣的方式,將液滴自由落下,利用重力勢能和Oberbeck-Boussinesq近似計算液滴下落時間,以及電位差計測量液面的形態(tài)和高度,就可以計算出表面張力。
四、使用方法
1.準(zhǔn)備試樣:制備試樣時需使用經(jīng)過過濾的經(jīng)煮沸的水。試樣應(yīng)該干凈、無空氣和雜質(zhì)。
2.調(diào)校儀器:先對儀器進(jìn)行簡單的調(diào)校,在保證電極與試樣之間的間距合適的情況下,設(shè)定合適的下降速度和數(shù)據(jù)記錄頻率。
3.實驗前準(zhǔn)備:先用適當(dāng)?shù)牧繉⒁后w填充在試樣突起小杯中。將試樣懸掛在液面上,并用重力將其拉直。
4.記錄實驗數(shù)據(jù):啟動儀器,記錄下液滴自由落下的時間,電位差計測量液面的形態(tài)和高度數(shù)據(jù)。
5.結(jié)束實驗:當(dāng)計算機分析完所有數(shù)據(jù)后,實驗結(jié)束。將懸掛器在清潔劑中清洗干凈,使其恢復(fù)原狀。
五、使用時的注意事項
1.試樣應(yīng)擺放在水平地面上,以確保懸掛器和重物是豎直的。
2.使用前應(yīng)先檢查儀器是否處于正常狀態(tài),檢查試樣是否干凈且無泡沫、雜質(zhì)。
3.懸掛器和重物應(yīng)輕輕懸掛在液面上,不要強行拉直試樣。
4.實驗時可以去掉試樣杯的蓋子,以減小阻力。
5.實驗后應(yīng)將懸掛器和重物清洗干凈,避免試樣殘留。
6.每次使用后應(yīng)該對儀器進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù),以確保表面張力測量的準(zhǔn)確性。
以上是關(guān)于表面張力儀的簡要說明,希望能對大家的物理實驗有所幫助。如果您需要了解更多關(guān)于表面張力儀的知識或者有任何問題需要咨詢,歡迎隨時聯(lián)系我們。