本文利用自制儀器對純凈水和硅油、純凈水和乙酸乙酯所形成的液-液界面張力進行了動態測量。

圖1為自制2種液體間界面張力的動態實時測量裝置圖，該儀器主要包括電腦顯示器、同步信號轉換器、自制實驗架臺、力敏傳感器、金屬吊環、恒溫杯、溫度計、排液孔、排液管、流速調節器和儲液槽等組成.

圖1自制實驗儀器裝置圖

與傳統的表面張力測量儀器相比較，本實驗裝置有如下優點：

1)通過同步信號轉換器將力敏傳感器測量的電壓信號轉換為數字信號，并在電腦顯示器上實時直觀顯示，并通過嵌套軟件在計算機上實時記錄電壓值，繪制出電壓的變化曲線，代替人工記數，從而減小實驗測量誤差.

2)通過從容器底部緩慢勻速排出液體的方式實現液體與金屬吊環之間的拉脫過程，在該過程中金屬吊環始終保持水平狀態，其平穩性好，避免了用手動調節金屬吊環位置變化而引起的測量誤差，提高了實驗精度.通過流速調節器可控制從容器底部緩慢勻速排出液體的流速，還可以用來探究液體流速對液-液界面張力的影響，從而找到測量的最佳實驗條件.

3)可以控制和檢測待測液體的溫度.在測量過程中為了控制待測液體的溫度，該裝置采用設置有溫度計的恒溫容器盛放待測液體，既可以讀取待測液體的溫度值，又能夠保持待測液體的溫度恒定，從而減小了溫度對實驗結果的影響.

動態測量方法

實驗過程：接通電源，將儀器預熱15min；在傳感器橫梁端頭的小鉤上掛砝碼盤并進行定標；將金屬吊環清潔干凈，調平后掛在傳感器的小鉤上；實驗時，先將吊環置于密度較大的液體Ⅰ中，然后再注入密度較小的液體Ⅱ，調節流速調節器控制從容器底部緩慢勻速排出液體的流速，測量出電壓U隨時間t的變化曲線。圖2為純凈水和硅油的界面張力測量過程中電壓U隨時間t的變化曲線。

圖2電壓U隨時間變化曲線

實驗測量結果

實驗測量所用金屬吊環的外徑、內徑分別為0.034 96 m和0.033 10 m.在20℃實驗條件下，采用自制2種液體間界面張力的動態實時測量儀，測量了純凈水-硅油和純凈水-乙酸乙酯間的界面張力.測量出金屬吊環由液體I中完全進入液體Ⅱ的過程中，液體I的液膜被拉斷前電壓的最大值U1，拉斷后趨于穩定時的電壓值為U2，數據結果如表1所示。

表1 2種液體間界面張力的動態實時測量結果

計算出當金屬吊環從純凈水到完全進入硅油的過程中,定標k=2.13 mV/N,拉斷液膜的力

f=ΔU/k=5.87×10-3N,

故通過該實驗裝置所測得的純凈水和硅油2種液體的界面張力：α=f/l=27.46×10-3N/m.

計算出當金屬吊環從純凈水到完全進入乙酸乙酯的過程中，定標k=3.07 mV/N,拉斷液膜的力為

f=ΔU/k=1.50×10-3N,

故通過該實驗裝置所測得的純凈水和乙酸乙酯2種液體的界面張力：α=f/l=7.01×10-3N/m.

在20℃時，純凈水-乙酸乙酯間界面張力的標準值為α0=6.80×10-3N/m，對比實驗測量結果，計算出其相對偏差為3.09%。