Метод капілярного підняття (метод Жюрена).

 

Рис. 4. Піднімання або опускання рідини в капілярі.

 

Метод полягає у визначенні висоти на яку піднімається або опускається рідина в капілярі та подальшому розрахунку поверхневого натягу за рівнянням Жюрена:

, де (2.9)

h – висота на яку піднімається або опускається рідина в капілярі;

q - кут змочування;

r – радіус капіляра;

g - прискорення сили тяжіння;

r, r₀ - густина рідини і повітря.

Приклад 2.1

Чому дорівнює поверхневий натяг бензолу, якщо він піднімається на 0,0367м в трубці радіусом 1,84∙10^-4м; густина бензолу 880 кг/м³, густиною повітря можна нехтувати.

Поверхневий натяг при умові, що крайовий кут змочування дорівнює нулю, можна визначити за рівнянням

s = (880∙9,81∙1,84∙10^-4∙0,0367)/2 = 29,2 мДж/м²

2.3.2. Метод максимального тиску в бульбашці (метод Ребіндера)

 

Рис. 5. Визначення поверхневого натягу методом Ребіндера (а) і Траубе (б)

 

Надлишковий тиск при якому відбувається відрив бульбашки від капіляра зануреного у рідину дорівнює:

Dр=2s/r (2.10)

Використавши це рівняння можна знаючи значення тиску та радіуса бульбашки можна розрахувати значення поверхневого натягу, але досить важко виміряти радіус бульбашки в момент відриву від капіляра. Тому в цьому методі визначають при якому значенні тиску відривається бульбашка в рідині з відомим значенням поверхневого натягу, і рідині з невідомим значення поверхневого натягу. Між цими параметрами існує співвідношення:

s_x/s_o=p_x/p_o, де (2.11)

s_x, s_o – невідоме і відоме значення поверхневого натягу;

p_x, p_o - тиск відриву бульбашки для рідини з невідомим і відомим поверхневим натягом.

 

Приклад 2.2

Обчисліть поверхневий натяг розчину масляної кислоти за методом Ребіндера, якщо тиск бульбашки при проскакуванні її через воду дорівнює 1,23 кПа, а через розчин масляної кислоти 1,01 кПа. Поверхневий натяг води при температурі досліду дорівнює 72,75 мН/м.

s = 72,75∙10^-3∙1,01∙10³/1,23∙10³ = 59,7 мН/м