Определение поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке

  • Просмотров 391
  • Скачиваний 26
  • Размер файла 23
    Кб

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