Головна |
Опис установки і методу Ребіндера.Установка для визначення поверхневого натягу рідини за методом Ребіндера зображена на рис.4. Капілярна трубка (1) опущена в стаканчик (2) з досліджуваної рідиною так, що кінець капіляра тільки торкається поверхні рідини (при більш глибокому зануренні кінця капіляра в рідину доведеться враховувати тиск стовпа рідини від її рівня в стаканчику до рівня отвору капіляра). Капіляр з'єднаний гумовими трубками з рідинним манометром 3 і великий колбою 4, в якій можна створювати підвищений тиск (в порівнянні із зовнішнім атмосферним тиском). Підвищення тиску в колбі 4 створюється шляхом переливання в неї води по краплях з розташованого вище неї судини 5 з краном 6. Швидкість витікання води з посудини 5 в колбу 4 можна регулювати за допомогою крана 6 і гвинтового затиску (не показаний на малюнку). Краплі, що падають з посудини 5 в колбу 4, зменшують обсяг повітря в колбі і тим самим трохи підвищують тиск в ній і в сполучених з нею капілярі 1 і манометре 3. У міру витікання води крапля за краплею з посудини 5 в колбу 4 тиск в останній підвищується і різниця рівнів рідини в манометрі 3 поступово збільшується. Коли це збільшення тиску буде врівноважувати додатковий тиск р під викривленою поверхнею рідини в капілярі, з кінця капіляра вискочить бульбашка повітря. У цей момент максимального тиску в бульбашці потрібно зробити відлік максимальної різниці рівнів в колінах манометра 3, так як після відриву бульбашки від кінця капіляра тиск в колбі 4, капілярі 1 і манометрі 3 впаде. У методі Ребиндера визначення поверхневого натягу грунтується на наступному. Відомо, що крапля рідини, перебуваючи в підвішеному стані в повітрі, прагне мати поверхню з найменшою поверхневою енергією у вигляді кулі з радіусом R. Це дає право вважати, що в результаті викривлення поверхні в рідини краплі створюється додатковий тиск Р, залежне від сил поверхневого натягу і спрямоване до центру кривизни поверхні рідини: Це додатковий тиск є причиною підняття рідини в капілярній трубці на деяку висоту з утворенням увігнутого меніска радіусу за умови змочування рідиною стінок капіляра. У цьому випадку, тиск рідини в капілярі врівноважує додатковий тиск . Величину додаткового тиску можна виміряти, змушуючи рівень рідини в капілярі опуститися до рівня рідини в посудині, в який опущений капіляр. Для цього потрібно або створити над меніском рідини надлишок зовнішнього тиску повітря в капілярі щодо тиску повітря в зовнішньому посудині, або, ізолювавши вільний простір над рідиною в посудині від зовнішньої атмосфери (крім капіляра), створити розрідження. У нашій експериментальній установці використовуються вимір надлишкового тиску, повітря, яке визначається по різниці рівнів рідинного манометра: (5) де - Щільність рідини в манометрі (спирт), - прискорення вільного падіння Таким чином, коефіцієнт поверхневого натягу досліджуваної рідини з формул (4) і (5) дорівнює: (6) R - приймається рівним радіусу капіляра, зануреного в досліджувану рідину. тут - Постійна приладу, що залежить від радіуса капіляра R і щільності рідини манометра ?. Додаток 1 | Визначення постійної приладу А Коротка теорія | Величина, що чисельно дорівнює роботі ізотермічного збільшення поверхні рідини на одиницю, називається коефіцієнтом поверхневого натягу. | За методом відриву крапель | Розчинів ПАР від концентрації | Запис результатів спостережень при визначенні коефіцієнта поверхневого натягу | Тестові завдання. | Вказати формулу Лапласа. | |