Способ определения поверхностного натежения жидкостей

 

3 631

Тонкостенная стеклянная ампула 1 с капилляром 2 заполняется исследуемой жидкостью raK, чгобы уровень ее был несКолько ниже верхнего среза капилляра. Загем ампула подвешиваегся к плечу чувствительных весов 3 с помошью кварцевой нити 4. Нижний конец капилляра погружаегся в сосуд 5 с той же жид.— костью. Сосуд ставяг на плошадку 6, которая микромегрическим винтом 7 может свободно перемешаться вве рх или вниз, При помощи этого винта ус ганавливают уровень мениска в капилляре на уровне жидкости в ампуле 1. Сосуд 5 вместе с ампулой и капилляром помещают в воздушный термосгаг.

При помощи капилляра или узкой шели на гладкой поверхности .жидкости искусственно создают "ямки" или "царапины".

Профиль "ямки" или "царапины" будет сохраняться, а процесс "залечивания" их сводится к перекачке жидкости из верхнего сосуда в нижний по схеме испарение — конденсация (испарение с поверхности жидкости в ампуле — конденсация в капилляре или щели с последующим перемещением массы по капилляру в нижний сосуд).

Явление можно описать следующим и образом. Давление над искривленной ttoверхностью жидкости на границе с собственным паром определяется формулой

Томсона

Р =Р

2GV (1) к Ttгде б — козффицие1п поверхностного натяжения;

Р, — Давление пара над плоской .поверхносгью;

М

> .Р>К

М вЂ” молекулярный вес; э — плотность жидкости, — число Авогадро, радиус кривизны мениска, который выражается через радиус капилляра . и о краевой тол смачивания -8 формулой

К вЂ” постоянная Больц4 «eoS мана; Т - температура.

Из-за имеющейся разности давлений пара жидкости над плоской поверхностью и над искривленной поверхностью мениска в капилляре идет процесс стационарной диффузии. Врезультаге количество жидкосги в ампуле 1.со временем изме. няе гся.

На основании закона Фика изменение количества вешесгваДМ за время g4 в процессе стационарной диффузии равно: дМ

=Э. Sg van, (2) где .Э - коээфициент диффузии; И - число частиц в 1 см

8 — плошадь; ьз — масса частицы.

Комбинируя диффузионное уравнение фика с уравнением Томсона, получим

2 где Т вЂ” температура жидкости, Я -униве рс аль на я пазовая и ос гоян на я.

Используя известное соотношение для из кинетической теории газов для щ коэффициента поверхностного натяжения исследуемой жидкости будем иметь;

ВАМ (+) л

8 ХУ; МТ M >к

М коэффициент упаковки (< = 1,22q)

В уравнение (4), кроме известных характеристик исследуемой жидкосги, входят две величины: A M -уменьшение массы жидкости в ампуле 1 за время

84 и Vo -радиус верхнего конца капилля- ра, Эти величины определяются экспериментально.

Предло>кенным способом можно определять поверхностное нагяжение не голько жидкостей, смачиваюших капилляр но и жидкостей, не смачивающих капилляр, в последнем случае эксперимент проводится по — другому.

Формула изобре гения

1. Способ определения поверхностного натяжения жидкостей, о г л и ч а юш и и сягем,,что, с целью повышения надежности определения поверхностного натяжения жидкостей, имеющих высокую упругость насыиМнного пара, на поверхности исследуемой жидкости искусственно создают рельеф погружением капилляра или узкой щели в два объема жидкости, расположенных один над другим на