Поверхностное натяжение.
Внутри жидкости (см. рис. 1) силы притяжения на одну молекулу М1 со стороны соседних с ней молекул, взаимно компенсируются. На молекулы поверхностного слоя жидкости М2 действуют неуравновешенные силы притяжения к молекулам, расположенным внутри жидкости. Наличие этих сил приводит к поверхностному натяжению.
Рис.1
Поверхностное натяжение измеряется силой F, приходящейся на единицу длины контура l, ограничивающего эту поверхность, и действующей по касательной к этой поверхности. Сила поверхностного натяжения F стремится сократить площадь свободной поверхности жидкости до минимума. F =σ ∙ l (1) где σ = F/l - коэффициент поверхностного натяжения жидкости (в н/м). При сокращении площади свободной поверхности жидкости совершается работа: А=σ∙ΔS (2) где σ =A/ΔS Методы определения коэффициента поверхностного натяжения Метод отрыва капель. Опыт осуществляют при помощи установки (см. рис.2). Установка для определения коэффициента поверхностного натяжения состоит из штатива, на котором установлена бюретка с исследуемой жидкостью. Бюре́тка (от англ. burette) — тонкая проградуированная стеклянная трубка ёмкостью обычно 50 мл, открытая на одном конце и снабжённая стеклянным или тефлоновым запорным краном на другом. Предназначена для точного измерения небольших объемов жидкости. Крупные деления нанесены через каждый миллилитр, а мелкие — через 0,1 мл. На конце бюретки находится наконечник-трубка, в которой находится исследуемая жидкость.
Открывая кран бюретки так, чтобы из бюретки медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли сила тяжести её P=mg равна силе поверхностного натяжения F, граница свободной поверхности- окружность шейки капли, P=F. Следовательно, F=mкап g, поэтому σ=m кап g/d. Опыт показывает, что dкап=0,9 d, где d-диаметр канала узкого конца бюретки.
|
