油水界面張力儀「價(jià)格合理」卡爾費休庫倫法微量水分測定儀「質(zhì)量過(guò)硬」淄博華坤電子儀器

一、表面張力

液體的表面一般表現出收縮其表面積的傾向，如呈橢球形的雨滴，毛細管口的水滴等，這是因為在等質(zhì)量的液體的各種形狀中，以球的表面積最小。

液面上（對于彎曲液面是在液面的切面上）垂直作用于單位長(cháng)度上的使其表面積收縮的力稱(chēng)為表面張力，其單位為N·m^-1（牛頓·米^-1）或mN·m^-1（毫牛頓·米^-1）。

從熱力學(xué)角度看，表面張力的物理意義是在等溫等壓下，增加單位表面積時(shí)吉布斯函數的增量，又稱(chēng)為比表面自由能，簡(jiǎn)稱(chēng)表面自由能，單位為J/m²。

二、影響表面張力的因素

1.物質(zhì)的本性

不同的物質(zhì)具有不同的表面張力，主要是因為物質(zhì)分子間的作用力不同。對于非極性的有機液體，主要是色散力。對于有氫鍵相互用力的液體，表面張力一般較大。對于有金屬鍵的液體，表面張力值更大。

2.溫度

一般液體的表面張力隨溫度的升高而下降，即溫度系數為負。也有溫度系數為正的，如銅、鋅等。

大多數液體物質(zhì)的表面張力隨溫度呈線(xiàn)性下降關(guān)系，一般的線(xiàn)性經(jīng)驗公式的最簡(jiǎn)形式是

δ＝δ₀（1-bT）………………………………….（1）

式中δ為表面張力，T為熱力學(xué)溫度，-b為溫度系數。

3.壓力

一般情況下，液體的表面張力隨氣相壓力的增加而降低。這是因為氣相壓力的增加，會(huì )使氣相中物質(zhì)在液體中的溶解度增加，并可能產(chǎn)生吸附，使表面張力下降。

三、圓環(huán)法

圓環(huán)法是將一鉑絲制成的圓環(huán)平置在液面上，然后測定使環(huán)拉脫表面所需要的力W（圖1），W＝W_總－W_環(huán)，W_總為環(huán)脫離液面時(shí)的大拉力，W_環(huán)為環(huán)的重量。W與表面張力的關(guān)系為

式中，R是環(huán)的平均半徑，F是校正因子。

校正因子F是一個(gè)經(jīng)驗系數，與環(huán)的尺寸、液體的性質(zhì)等因素有關(guān)，通過(guò)Zuidema & Waters等式計算得到：

相應的

在GB6541《石油產(chǎn)品油對水界面張力測定法》（圓環(huán)法）中

式中，δ為試樣的界面張力，毫牛頓/米

M為膜破時(shí)刻度盤(pán)讀數，毫牛頓/米

      ρ₀為水在25℃時(shí)的密度，克/毫升

      ρ₁為試樣在25℃時(shí)的密度，克/毫升

      F為系數，按式（6）計算

P為常數，按式（7）計算

為鉑絲的半徑，毫米

為鉑絲環(huán)的平均半徑，毫米

在GB18396-2001《天然膠乳 環(huán)法測定表面張力》中

式中，δ為膠乳的表面張力，毫牛頓/米

M為膜破時(shí)刻度盤(pán)讀數，毫牛頓/米

      ρ為液體的密度，克/毫升

      F為系數，按式（8）計算

P為常數，按式（9）計算

r為鉑絲的半徑，毫米

R為鉑絲環(huán)的平均半徑，毫米

四、儀器的工作原理

儀器所采用的工作原理是將高頻感應微小位移自動(dòng)平衡測量系統應用到扭力天平中去，即作用到鉑環(huán)上的力發(fā)生改變時(shí)，與鉑環(huán)所連接的平衡桿在兩個(gè)渦流探頭中產(chǎn)生位移，使兩個(gè)渦流探頭中產(chǎn)生的電感量發(fā)生變化，由此引起差動(dòng)變壓器失去平衡，隨之電路中差動(dòng)放大器的輸入信號也失去平衡，經(jīng)放大器放大后輸出一個(gè)隨鉑環(huán)受力變化而變化的電信號，此信號送到微處理機中進(jìn)行處理，自動(dòng)計算出被測試樣的實(shí)際張力值。