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揭秘固液界面的秘密:接觸角及其測量技術解析

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  接觸角,亦稱為浸潤角,是在固體、液體和氣體三相交界處形成的一個特定角度。具體來說,它是從固-液界面通過液體內部到達氣-液界面的夾角。接觸角是衡量液體對固體表面浸潤程度的一個重要參數。
 
  液體對固體的浸潤性不同,表現為不同的接觸角。例如,水滴在潔凈的玻璃表面上會展開,顯示出良好的浸潤性;而在蠟質表面上,水滴則傾向于保持球狀,表現出不浸潤的特征。浸潤與不浸潤不是二元對立的關系,而是一個連續的量,可以通過接觸角的大小來量化。
 
  當接觸角為180度時,液體完全不浸潤固體表面,液滴在表面上呈現完美的球形;而接觸角為0度時,液體完全浸潤固體表面,液滴在表面上鋪展成薄膜。
 

 


 
  測量接觸角的方法主要包括:
 
  1.角度測量法:這種方法使用接觸角測定儀直接測量接觸角的大小。通過觀察液滴或氣泡在固體表面的外形,并在三相交界處畫切線,利用量角器測量該角度。
 
  2.長度測量法:這種方法通過測量液滴在固體表面上的高度和寬度等幾何參數,進而計算出接觸角。常見的方法包括液滴最大高度法和吊片法。
 
  3.重量法:基于吊片法測量液體表面張力的原理,可以進一步測定液體對固體(吊片)的接觸角。
 
  綜上所述,接觸角是表征液體與固體相互作用的關鍵物理量,它反映了液體對固體表面的浸潤性,并通過不同的測量方法得到精確的量化。

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