Теоретические сведения. Теория лабораторной работы

Теория лабораторной работы

Определение коэффициента поверхностного натяжения

Способы определения поверхностного натяжения делятся на статические и динамические. В статических методах поверхностное натяжение определяется у сформировавшейся поверхности, находящейся в равновесии. Динамические методы связаны с разрушением поверхностного слоя. Одним из таких динамических методов является метод дю Нуи (метод отрыва кольца), используемый в данной работе. Метод является классическим. Сущность его вытекает из названия. Металлическое кольцо поднимают из жидкости, смачивающей его, усилие отрыва и есть сила поверхностного натяжения и может быть пересчитано в поверхностную энергию.

Рассмотрим кольцо с наружным диаметром D и шириной b, касающееся поверхности жидкости (рис. 5).

При поднятии кольца над поверхностью жидкости между кольцом и поверхностью образуется пленка. Внешняя поверхность этой пленки тянет кольцо вниз с силой sp D, а внутренняя поверхность – с силой sp(D – 2 b).

Результирующая сила, удерживающая кольцо, равна

sp D +sp(D –2 b)=2sp(D – b).

В момент отрыва кольца от поверхности жидкости F =2sp(D – b), откуда

(3)

Диаметр и ширина кольца измеряются штангенциркулем, а сила поверхностного натяжения – с помощью динамометра. Если кольцо приводится в соприкосновение с поверхностью жидкости в сосуде, а затем оно поднимается до тех пор, пока не оторвется от жидкости, то по динамометру в момент отрыва кольца можно определить величину силы F, необходимой для отрыва кольца от жидкости. Зная эту силу, коэффициент поверхностного натяжения определяют по формуле (3).

Дата добавления: 2014-11-18