Определение поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке

Метод состоит в том, что в исследуемую жидкость через капилляр вдувается воздушный пузырек. Давление воздуха (P), которое нужно для отрыва пузырька от капилляра является искомой величиной, которая используется для дальнейшего расчета коэффициента поверхностного натяжения.

Коэффициент (s ) рассчитывается по следующей формуле:

P=(r - r воз) g H + 2s / R, где

r - удельный вес исследуемой жидкости;

r воз - удельный вес воздуха;

g - ускорение свободного падения;

R - радиус капилляра;

H - глубина погружения капилляра в жидкость.

Из формулы видно, что первое слагаемое определяется давлением столба жидкости от погружения капилляра, а второе - избыточным давлением, которое создает поверхностное натяжение. Простота формулы не гарантирует удовлетворительной точности определения коэффициента поверхностного натяжения. Это связано с тем, что в основе формулы лежит предположение, что пузырек воздуха в момент отрыва строго сферичен. Такое предположение справедливо только в том случае, если радиус капилляра достаточно мал. Условия реального эксперимента требуют введения поправок. Наиболее распространены 2 способа корректировки результатов: формула Шредингера и таблицы Сагдена. Различия между этими способами состоят в том, что таблица позволяет делать поправки в более широком диапазоне отклонений формы пузырька от сферической формы.

Формула Шредингера выглядит следующим образом:

a2 = RH (1 - 2R/3H - R2 /6H2), где

a2 - капиллярная постоянная;

H - давление отрыва пузырька, выраженное в единицах высоты столба исследуемой жидкости.

В свою очередь a2 = 2s / g (r - r воз). Таким образом, капиллярная постоянная прямопропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения.

Излишне говорить о том, что формула Шредингера не учитывает погружения капилляра в жидкость.

Применение формулы Шредингера ограничено радиусом капилляра в 0,4 мм, если измерять поверхностное натяжение в растворах с s =20-70 дин/см. Погрешность расчетов при этом составляет 0,3 %. Использование капилляров большего размера сопряжено с большей ошибкой расчетов!

Более точные результаты для больших размеров капилляра можно получить с помощью таблицы Сагдена.

R/a

X/R

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0

1

0,9999

0,9997

0,9994

0,999

0,9984

0,9977

0,9968

0,9958

0,9946

0,1

0,9934

0,992

0,9905

0,9888

0,987

0,9851

0,9831

0,9809

0,9786

0,9762

0,2

0,9737

0,971

0,9682

0,9653

0,9623

0,9592

0,956

0,9527

0,9492

0,9456

0,3

0,9419

0,9382

0,9344

0,9305

0,9265

0,9224

0,9182

0,9138

0,9093

0,9047

0,4

0,9

0,8952

0,8903

0,8853

0,8802

0,875

0,8698

0,8645

0,8592

0,8538

0,5

0,8484

0,8429

0,8374

0,8319

0,8263

0,8207

0,8151

0,8094

0,8037

0,7979

0,6

0,792

0,786

0,78

0,7739

0,7678

0,7616

0,7554

0,7493

0,7432

0,7372

0,7

0,7312

0,7252

0,7192

0,7132

0,7072

0,7012

0,6953

0,6894

0,6835

0,6776

0,8

0,6718

0,666

0,6603

0,6547

0,6492

0,6438

0,6385

0,6333

0,6281

0,623

0,9

0,6179

0,6129

0,6079

0,603

0,5981

0,5933

0,5885

0,5838

0,5792

0,5747

1,0

0,5703

0,5659

0,5616

0,5573

0,5531

0,5489

0,5448

0,5408

0,5368

0,5329

1,1

0,529

0,5251

0,5213

0,5176

0,5139

0,5103

0,5067

0,5032

0,4997

0,4962

1,2

0,4928

0,4895

0,4862

0,4829

0,4797

0,4765

0,4733

0,4702

0,4671

0,4641

1,3

0,4611

0,4582

0,4553

0,4524

0,4496

0,4468

0,444

0,4413

0,4386

0,4359

1,4

0,4333

0,4307

0,4281

0,4256

0,4231

0,4206

0,4181

0,4157

0,4133

0,4109

1,5

0,4085

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме

Происхождение и развитие галактик и звезд
К началу нашего века границы разведанной Вселенной раздвинулись настолько, что включили в себя Галактику. Многие, если не все, думали тогда, что эта огромная звездная система и есть вся Вселенная в целом. Но вот в 20-е годы были построены новые крупные телескопы, и перед астрономами открылись совершенно неожиданные ...

Астероиды вблизи Земли
Возможно, нам, жителям Земли, наиболее важно знать астероиды, орбиты которых близко подходят к орбите нашей планеты. Обычно выделяют три семейства сближающихся с Землёй астероидов. Они названы по именам типичных представителей - малых планет: 1221 Амур, 1862 Аполлон, 2962 Атон. К семейству Амура относятся астероиды, ор ...

© Copyright 2013 -2014 Все права защищены.

www.guidetechnology.ru