样板在进入液体后,测得的受力由两方面组成:wilhelmy力fw和浮力fa,fw仅和液体的表面有关,在插入和抽出液体过程中,fw大小是恒定不变的,并能满足(1)式;
r= fw/ (l·cosθ) (1)
r-液体表面张力(dyn /cm);fw—吊片所受的力(dyn);l—润湿周长(cm);θ—接触角(°);
而fa则随样板的真实几何形状及浸入深度d的变化而改变
fa=ρ·g·l·w·d (2)
式中,ρ-液体的密度;g-重力加速度;l-样板长度;w-样板厚度。
当前进接触角和后退接触角都为90°时,cosθ为零,此时样板受力大小仅是浮力的贡献,此时样板的受力大小与样板在液体中的浸入深度成线性关系。依据液体在插入和抽出过程中受力的变化利用(3)式计算得到液体在固体表面的前进接触角和后退接触角:
cosθ=(fw+fa)/ (r·l) (3)
