felületi feszültség

felületi feszültség együttható.

A felület a folyadék érintkezik egy másik közeggel, például a saját gőzzel, más folyékony vagy szilárd (különösen a falak az edényt, amelyben azt tartalmazó), vannak a különleges feltételek, mint a többi a folyékony tömeg.

Vannak ezek a különleges feltételek, mert a molekulák a határréteg folyadék, ellentétben a molekulák mélysége, körülvéve molekulák azonos folyadék nem minden oldalról. Rész „szomszédok” felületi molekulák - részecskék ezen második közeg, amely határos a folyadékkal. Ő, ez a közeg eltérhet a folyadék, mint a természet és sűrűsége a részecskék. A különböző szomszédok, a felületi réteg molekulák és kölcsönhatásba lépnek velük különböző módokon. Ezért a ható erők minden molekula ebben a rétegben kiegyensúlyozatlan: van némi eredő erő irányított vagy felé a folyadék térfogata, vagy térfogat oldalán határos vele környezetben. Emiatt mozgását molekulák felületi réteg belsejébe folyadék vagy a közeg, amelyből határos kíséretében a munkavégzés (egy molekulán belül folyékony minden oldalról körülvett pontosan ugyanaz részecskék egyensúlyban vannak, és ezek mozgását igyekszik kiadásai munka nagyságát és előjelét ezt a műveletet arányától függ erői között a kölcsönhatás a molekulák közötti felületi réteg a „saját” és a molekulák molekulák a második közeg.

Ha a folyadék határolja saját gőzzel (telített), t. E. Abban az esetben, ha van dolgunk egy számít, az erő által tapasztalt molekulák a felületi réteg, irányítjuk a folyadékot. Ez azért van, mert a sűrűsége a molekulák a folyadék sokkal nagyobb, mint a telített gőz feletti „folyékony (távol a kritikus hőmérséklet), és így a vonzó erőt által tapasztalt egy molekula a felületi réteg a folyékony molekulák, több, mint a gőz molekulák.

Ez azt jelenti, hogy amikor mozog a felületi réteg folyékony molekulában végez munkát. Fordítva, átadása molekulák a folyadék térfogata a felületre, majd egy negatív munka, azaz a. E. Külső munka megköveteli a költségeket.

Képzeljük el, hogy az egyik vagy másik ok a folyadék felszínén növekszik (kitágul). Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos mennyiségű molekulák át a folyadék térfogata a felületi rétegben. Ehhez, amikor azt láttuk, meg kell tölteni a külső munkát. Más szóval, a növekedés, a folyadék felszínén kíséri negatív munkát. Ezzel szemben a pozitív munkát egy felületi csökkentésére.

Ha állandó hőmérsékleten egy reverzibilis változás a folyadék felszíne végtelenül dS, az szükséges, hogy ezt a munkát

A mínusz jel azt mutatja, hogy a növekedés a felület (DS> 0), majd a negatív munkát.

van egy alapvető mennyisége jellemző tulajdonságait, a folyadék-vezető felületre nevezzük felületi feszültség együtthatók (

> 0). Következésképpen, a felületi feszültség által mért munka szükséges, hogy növelje a terület a folyadék felületi állandó hőmérsékleten egységet.

Nyilvánvaló, hogy az SI-rendszerben

.

A fentiekből nyilvánvaló, hogy a molekulák a felületi folyadék réteg van egy redundáns összehasonlítása a molekulák a folyadék térfogata, a potenciális energia. Jelölje meg

. Ez az energia, mint mindig, mérjük a munkát, amely lehet, hogy a felület a molekula, mozgó folyadék hatása alatt vonzó- a molekulák által a folyadékban.

köszönheti eredetét a jelenléte a folyadék felszínén, meg kell, hogy arányos legyen az S felület a folyadék felületi:

Egy egyszerű eszköz durva mérések ilyen jellegű ábrán látható. 7. Omit vízben rézhuzal, hajlítva, mint az ábrán látható, horog-érzékeny rugós dinamométer és lesz nagyon lassú, vegye fel anélkül, rázkódás. Kijelző próbapadon fokozatosan növekedni fog, és eléri a maximális értéket, amikor a víz tűnik vízréteg, lelógó a drót. Counting próbapadon felolvasások és figyelembe véve a súlya a drót, azt látjuk, az erő, hogy húzódik a film. Amikor a vezeték hossza 5 cm, ez az erő mintegy 0,0070 H; itt

Csökkentése érdekében a szennyező anyagok hatását szükséges előtt a tapasztalat, hogy kezelni a váz alkoholt. Nagy befolyásolja az eredményeket az is az, hogy milyen mértékben a próbapadon egyenletesen emelkedik. Ez az egységesség jellemzően érjük el, hogy a próbapad marad stacionárius és a folyadék szint fokozatosan csökken. Végzett egy kísérletsorozatot dróttal keretek különböző hosszúságú.

Ez a módszer hasonló a módszer drótváz egyetlen különbség az, hogy ahelyett, hogy a keret, akkor használja a fémgyűrű ábra8. Ebben az esetben, a film hossz definíciója az a hosszúságok összegét a belső és külső kerületének a gyűrű.

Továbbá az elemi meghatározására szolgáló módszerek a folyadékok felületi feszültségét, amelyekről kimutatták, fent van sok más, pontosabb módszerek. amelyek közül néhány az alábbiakban ismertetjük.

A módszer a kapilláris hullámok.

A kapilláris hullámok - a másik neve mindenki által ismert jelenség a „hullámai” a folyadék felszínén. Ezek a hullámok keletkeznek hatása alatt kis perturbációi és megjelenése kapcsolódik a felületi feszültség erők. A képződésének mechanizmusát kapilláris hullámok általában a következőképpen. Hatása alatt az egyes külső hatások folyadék felületének azon a helyen, a „nyomott”, egyre konkáv (9. ábra a), a nyomást a folyadék az alatta lévő rétegekre e konkáv felületeknek kisebb lesz (az összeg

), Mint a nyomás a szomszédos rétegek, ahol a felület lapos marad. A kapott nyomáskülönbség hatására így a folyadék a túlfeszültség és a szomszédos rétegeket egy homorú felület, és a folyékony ismét emelkedik az eredeti szint, de ez áthalad tehetetlenség miatt a felhalmozott kinetikus energia. A felület ezért válik konvex és a nyomás által okozott görbülete felületén most lefelé irányulnak (lásd 9B.).

Egyértelmű, hogy ez a fajta folyékony rezgések egy helyen, és egy ponttal szomszédos elkövetni ugyanazt ingadozások. Ez azt jelenti, hogy - a jelenség egy hullám jellegű. Kapilláris hullámok különböznek kis amplitúdójú és rövid hullámhosszú. Mivel a kis mérete az amplitúdó hagyhatja figyelmen kívül a gravitáció, ami miatt ugyanazt a hatást (gravitációs köteles származási és a meredek hullámok a tenger). Hullámok csak azokban az esetekben, és az úgynevezett kapilláris, amikor a saját képződésének magában csak a felületi feszültség erők, és a bennük kialakított egy nagy görbületi a címer és vályú a hullám.

Számítás azt mutatja, hogy a kapilláris hullám kapcsolatos paramétereket a felületi feszültség együtthatója a következő egyenlet:

ahol n- frekvenciájú oszcillációk a hullám,

-a folyadék sűrűsége. Képlet (6), és fel lehet használni, hogy meghatározzuk a koefficiens a felületi feszültség a folyadék, a sűrűsége, amely ismert. Ehhez meg kell mérni a rezgési frekvencia és hullámhossz. Általában a hullám terjedési sebessége mérjük, amellyel a rezgési frekvenciája összefügg az egyszerű kifejezést.

vidd és buborék módszerrel.

Ez a módszer azon a megfigyelésen alapszik nagy folyadékcseppek egy sík felületre, és a légbuborék (túl nagy) ugyanabban a folyadék.

Tegyük fel, hogy a vízszintes síkban (ábra. 10) van kialakítva, egy nagy csepp vizsgálandó folyadékot, olyan nagy, hogy annak felülete mindenütt, kivéve a széleken, lapos, és hagyja, hogy

Az érintkezési szög a cseppek a határon. Kondíció egyensúly az egyenlőség abszolút értékeinek az erők célja, hogy átalakítsuk azt egy vékony film, és erőket próbálta kelteni, hogy egy gömb alakú. Stretch csepp egy vékony film hajlamos, egyrészt, a gravitáció, másrészt, a felületi feszültség közötti határfelületen a folyadék és a szilárd hordozó. Gömb alakú, mint egy csepp hajlamos, hogy a felületi feszültség a folyadék felszínén.

Képzeljünk el egy függőleges szakasz esik, amely merőleges a rajz síkjára, és válassza ki a platform rész h magassága (ejtési magasság), és egy 1 cm hosszú. Köszönhetően a hidrosztatikus nyomás a gravitációs erő hat erre a szakaszra. Értéke átlagosan

- folyadék sűrűsége és g - a nehézségi gyorsulás. De erőt f. az általuk okozott az

(Dedikált pad terület h!). Az irány Ezen erő ábrán látható. 10. a.

A vízszintes összetevője f „a felületi feszültség a folyadék és a szubsztrátum egységnyi hossza megegyezik

. Célja továbbá az F erő. és arra törekszik, hogy átalakítsa a csepp egy film. Ez a két erő szemben, hogy az erő a felületi feszültség a a folyadék felszínén f”, ellenük és egyenlő

(Egységnyi hosszra eső). Így egy csepp az egyensúlyi állapot felírható