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表面张力和粘度

我们经常会想表面张力和粘度之间的关系是什么?直觉告诉我们,高粘度的稠液体会比低粘度的稀液体有更高的表面张力。然而,这可能不是一个正确的结论。

 

                  蜂蜜粘度高,粘稠,速度慢,但表面张力比水低

粘度是测量流体在运动时因剪切力或拉应力而改变形状的内阻。它解释了由于压力和速度而改变的分子之间的摩擦。粘度也会影响。例如,有些流体遵循牛顿定律,如水,被认为是牛顿流体。而其他液体,比如番茄酱,则被认为是非牛顿流体,因为它们的粘度取决于剪切速率。你是否注意到,番茄酱在你敲击瓶子之前是不会动的,而一旦它开始流动,就再也不想停止了?我们不涉及测量粘性,但我们假设这是一个动态测量,它是关于捕捉运动中的流体的特性。

相比之下,表面张力实际上是一个更简单的概念。它的特征是液体表面的弹性薄片。表面张力是水黾在水上行走的原因。

液体中的水分子(如下图中蓝色部分所示)通过内聚力相互吸引,这种内聚力平衡为零。然而,液体表面的(绿色)分子没有那么多的可吸引的分子,因此被拉向内部,使液体表面表现得像一个弹性薄片。表面张力是使雨滴在表面结成珠状的原因。是气体/液体界面的表面张力和液体/固体界面的表面能之间的平衡驱动了接触角

表面张力是我们用rame-hart仪器最擅长测量的。但是,表面张力,一般是不静量的。我们经常用坠子来测量它。另一方面,粘性是关于运动和速度的。因此,虽然我们很容易得出表面张力和粘度之间的关系,但我们得出的结论是没有关系。粘度与流体的运动特性有关;表面张力描述了液体分子在液体/气体界面的最外层的行为。没有相关性。

以蜂蜜为例,它的粘度非常高:它的表面张力实际上比粘度低得多的水要低。相比之下,丙酮的粘度比水低,但其表面张力也较低。任何一对液体之间都是如此-表面张力和粘度之间没有经验法则或相关性。然而,尽管这两个指标之间没有关系,但通常情况下,随着温度的升高,粘度和表面张力都会下降。

粘度和进样

当我们得出粘度和表面张力之间没有关系的结论时,我们不能忽略粘度——特别是在配制液体时。因此,我们提供广泛的配药针,可以使用我们的手动微注射器,我们的自动进样系统,和高温注射器。对于水,我们使用22号针。对于粘度较高的液体,我们使用较低的针规:甘油使用18号针,熔化的聚合物使用12号针(使用我们的高温注射器)。对于低粘度的稀液体,我们使用更高规格的针,己烷针为26号针,

 


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