Цел: За определяне на повърхностното напрежение на течности.
Хардуер: чаша с вода, алуминиев пръстен, пружина, началника,
В течните молекули, разположени на повърхността на други молекули, действащи сили, насочени в течността, при което повърхностния слой на течност прави на други слоеве молекулно налягане, при което течността се приема форма, така че повърхността му е минимално в даден обем (мана в топка форма).
напрегнатото състояние на повърхността на течния слой се нарича повърхностно напрежение и привличане сили, причинени между молекулите на този слой.
Сума привличане сили, действащи върху контура очертаващ течната повърхност се нарича повърхностно напрежение. Съотношението на силите на повърхностното напрежение, действащи върху контура очертаващ течната повърхност, дължината на тази схема се нарича повърхностно напрежение :. (1)
Измерено Коефициент на повърхностното напрежение в N / m.
Когато напрежението течната повърхност на дълбочина до повърхностни молекули са преместени, работата се извършва срещу силата на молекулното привличане и потенциалната енергия на повърхността на течността се увеличава. При намаляване на повърхността молекулните сили извършват работа на движението на молекули в и намалява потенциалната енергия повърхност. Тази енергия се нарича свободна енергия повърхността на течност W.
коефициент на повърхностното напрежение (DPC) може да се дефинира като съотношение на свободната енергия на повърхността на течността в областта на тази повърхност. , (2)
Измерва се в CPN. размер CPN варира в зависимост от примеси са в течност. Веществата, за намаляване на повърхностното напрежение, наречен повърхностно активно вещество - повърхностно активно вещество (масло, алкохол, етер, сапун). Сол и захар увеличава силата на повърхностното напрежение.
течни молекули взаимодействат не само помежду си, но и с молекули на твърди вещества. Ако взаимодействието между молекулите на самата течност повече взаимодействие между молекулите на течност и твърдо вещество, като не-овлажняващата течност на една ще (фиг. 1, а). Ако силите на взаимодействие между молекули на течността и твърдото тяло е по-големи от силите на взаимодействие между молекулите на самата течност, течност ще омокрящи (Фиг. 1Ь).
Ъгълът между твърдата повърхност и допирателната към повърхността на ъгъл на течност nazyvaetsyakraevym smachivaniyaq.
повърхността на течността (менискус) излива в съда е извита в стените му: издигнат в случай на овлажняващата течност (менискус вдлъбната - Фигура 2а.) и се спуска в случая на не-овлажняваща течност (изпъкнал Менискусен - Фигура 2Ь.).
За да бъде системата в позиция на устойчиво равновесие, потенциалната му енергия трябва да бъде минимално.
Следователно, повърхността на течността се излива в съда има тенденция
сведена до минимум (равнина), и поради извитата форма на повърхността има допълнително налягане Dp. определя по формулата на Лаплас
където R1 и R2 - радиусът на кривината на две взаимно перпендикулярни повърхности. Признаци "+" и "-" посочва посоката на допълнително налягане (фигура 24)..
Ако течност се излива в тесен цилиндричен съд с малък диаметър (капилярка), след това се дължи на допълнително налягане се издига нагоре тръбата (в случая на овлажняваща течност) в височина Н. определено право Jurin му, (4)
когато: # 952; - контактен ъгъл; R - радиусът на капиляра; течност плътност - R.
повърхностното напрежение може да се определи чрез различни методи. В работата, се определя чрез отделяне на пръстена и на метода на отчитане на капки.
метод пръстен откъсване
1. Проверете състоянието на инсталацията. В равнината на пръстена трябва да бъде хоризонтална.
2. Преброяване на позиция "а" от показалеца върху скала разтоварват динамометричен стенд,
След това положение «б», когато постави на тегло товар маса м. изразена в кг. Теглото определя от формула F = мг.
3. Чрез формула изчисли проценти динамометър мащаб разделение в N / DIV.
4. Премахване на печати, повишаване на клетката с вода с помощта на стелажи до
контакт с повърхността на течния пръстен. Долна кювета, определи позицията "в" показалеца в момента пръстена. Предишна повторете 3 пъти и се определя средната стойност на SSR.
5. Съгласно формула favg = к (КСО - а) изчисляване на средната сила на повърхностното напрежение
6. Съгласно П формула L = (D1 + D2) (където D1 и D2 - външния и вътрешния диаметър на пръстена), изчисляване на дължината на граничния слой на повърхността, ограничена от пръстена.
7. Съгласно формула, се изчислява коефициентът на повърхностното напрежение на водата.
8. След като се намери на стойността на масата на повърхностното напрежение на водата при температурата на изпитването т получи грешката на измерването.
9. Измервания и изчисления, съхранява резултатите в таблица 1.
2. Метод за преброяване формата на капки и размера на капките, идващи от края на капилярната тръба, не само зависи от повърхностното напрежение, но също и на диаметъра на тръбата и плътността на поток (фиг. 25). Преди разделянето капки Образува врата радиус R, който е малко по-малък радиус на капилярите. По периферията на шийката на силата на повърхностното напрежение F = 2πr # 945. които в момента на отделяне е капка тежестта P = mg2πr # 945; = Mg (5), където (6)
Поради сложността и теглото на референтната капки изчисление радиус врата съгласно формула (9.6) дава големи грешки, така че методът сравняване на напрежението на повърхността на тест течност с референтен коефициент a0 течност повърхностно напрежение (дестилирана вода). Нека обема на същия (между марка тръба) следва проба течност капчиците п и n0 - модели на течни капчици. Масата на една течност капчиците изрично формула
След експресията (5) за двата флуида може да се запише:
където: R и r0 - плътност изследвани и модели на течности.
Имайки предвид, на шийката на матката капчица радиуси и за двете течности малко по-различни и трансформиране на уравнението (8) по отношение на. получаваме:
1. stalagmometry изсипва дестилирани капки вода и се изчислява броят n0 между марка предварително регулиране на скоростта на изтичане. R0 плътност и повърхностно напрежение коефициент a0 за изпълнение температурата на изпитването от масата.
2. Изплакнете тръба 1% разтвор на течността за изпитване (сол) и се излива същото количество от него. Изчислява се броят на капки между разглежданите марки. Съгласно формула (9.9), за да се изчисли напрежението на тест течност повърхност.
3. Опитът се повтаря 3, 7 и 9% разтвори на тази течност и се изчислява за тях напрежение коефициентите на повърхността. Плътността на тези течности е показан на съдовете.
4. Запишете резултатите в таблици
5. равен графиката на повърхностното напрежение на концентрацията на разтвора, нанасяне на концентрацията на абсцисата на разтвора и на ординатата стойностите на повърхностното напрежение.
6. Повторете същите експерименти за разтвори на захар във вода.
7. Направете заключение, как CPN в захарния разтвор.
Въпроси към защитата на работата:
1. Определяне на CPN, уточни мерна единица.
2. Какви са силите, наречени молекулярна и как те се променят, когато разстоянието между молекулите?
3. Какво е свободната енергия на повърхността на течността?
4. Какви вещества се наричат повърхностно активни?
5. Защо течен омокрящи твърдата повърхност?
6. каква форма има повърхност, омокрящи и овлажняваща течност?
7. Това е причината, и както е указано от добавената налягане? Как да го изчисли?
8. Как можем да обясним явлението капилярна? Как да се изчисли височината на повдигане на течност в капилярка?
9. Извадете повърхностното напрежение с формула профил
Lab № 9
Свързани статии