蒸餾水表麵張力實驗原理值得了解

蒸餾水表麵張力實驗原理：
1.大氣泡壓力法測定表麵張力：   
其中，B是管端為(wei) 毛細管的玻璃管，與(yu) 液麵相切。毛細管中大氣壓為(wei) P0。試管A中氣壓為(wei) P，當打開活塞E時，C中的水流出，體(ti) 係壓力P逐漸減小，逐漸把毛細管液麵壓至管口，形成氣泡。當氣泡在毛細管口逐漸長大時，其曲率半徑逐漸變小，氣泡達大時便會(hui) 破裂。此時氣泡的曲率半徑小，即等於(yu) 毛細管半徑r，氣泡承受的壓力差也大△P=P0-P=2γ/r
此壓力差可由壓力計D讀出，故γ =r△P/2
若用同一支毛細管測兩(liang) 種不同液體(ti) ，其表麵張力分別為(wei) γ1、γ2，壓力計測得壓力差分別為(wei) △P1、△P2則：      
γ1/γ2=△P1/△P2
若其中一種液體(ti) 的γ已知，例如水，則另一種液體(ti) 的表麵張力可由上式求得。
2．毛細管身升高法： 
毛細管法測定表麵張力儀(yi) 器        毛細管表麵張力示意圖
當一根潔淨的，無油脂的毛細管浸進液體(ti) ，液體(ti) 在毛細管內(nei) 升高到h高度。在平衡時，毛細管中液柱重量與(yu) 表麵張力關(guan) 係為(wei) ：2πσrcosθ=πr2gdh
σ=gdhr/2cosθ                （1）
如果液體(ti) 對玻璃潤濕，θ=0，cosθ=1（對於(yu) 很多液體(ti) 是這樣情況），則：
σ=gdhr/2                      （2）
式中σ為(wei) 表麵張力；g為(wei) 重力加速度；d為(wei) 液體(ti) 密度；r為(wei) 毛細管半徑。
     上式忽略了液體(ti) 彎月麵。如果彎月麵很小，可以考慮為(wei) 半球形，則體(ti) 積應為(wei) ：
πr3 -2/3 πr3 =1/3πr3
從(cong) （2）可得：σ=gdr/2（h+1/3r）      （3）
更準確些，可假定彎月麵為(wei) 一橢圓球。（3）式應變為(wei) ：
σ=gdhr/2（1+1/3（r/h）-0.1288（r/h）2+0.1312（r/h）3）   （4）
3. 滴重法： 
從(cong) 圖中可看出，當達到平衡時，從(cong) 外半徑為(wei) r的毛細管滴下的液體(ti) 重量應等於(yu) 毛細管周邊乘以表麵張力，即：mg=2πσr         （5）
式中m為(wei) 液滴質量；r為(wei) 毛細管外半徑；σ為(wei) 表麵張力；g為(wei) 重力加速度。
事實上，滴下來的僅(jin) 僅(jin) 是液滴的一部分。因此（5）式中給出的液滴是理想液滴。經實驗證明，滴下來的液滴大小是v/r3的函數，即由f（v/r3）所決(jue) 定（其中v是液滴體(ti) 積）。（5）式變為(wei) mg=2πσr f（v/r3）        （6）
σ＝mg/(2πσf（v/r3）)=Fmg/r     (7)
式(7)中的F是校正因子。如果測得滴下液滴體(ti) 積及毛細管外徑，就可從(cong) 表中查出校正因子F的數值。