плі, дорівнює довжині кола перетяжки, і дорівнює 2ПЂr. Тоді сила поверхневого натягу по всьому контуру відриву буде дорівнює:
F = Пѓ Г— l = 2ПЂrПѓ. (6)
Перед самим відривом ця сила F врівноважує силу тяжкості mg. Силу тяжіння найчастіше розраховують, визначаючи обсяг краплі. Сталагмометріческую трубку певного обсягу V заповнюють досліджуваної рідиною і визначають число крапель n, що випливають з даного обсягу. Силу тяжіння розраховують за рівнянням:
(7)
де р пЂ - щільність досліджуваної рідини.
У зв'язку зі складністю вимірювання внутрішнього діаметра капіляра (точніше - шийки краплі) зазвичай поверхневий натяг знаходять шляхом порівняння даних по закінченню з сталагмометріческой трубки досліджуваної рідини і рідини з відомим поверхневим натягом (стандартної рідини).
(8)
- для шуканої і стандартних рідин
Маса краплі може бути легко визначена, але визначення радіуса перетяжки r пов'язано з деякими труднощами. Підставляти ж у рівняння замість радіуса перетяжки величину радіуса кінця неприпустимо, тому що її радіус завжди більше радіуса перетяжки. Метод, що дозволяє уникнути вимірювання радіуса перетяжки, полягає в порівнянні коефіцієнта поверхневого натягу Пѓ1, досліджуваної рідини з коефіцієнтом поверхневого натягу Пѓ0 іншої рідини, для якої величина цього коефіцієнта добре відома. Зазвичай в якості еталонної рідини застосовується вода, величина коефіцієнта якої для різних температур дається в таблицях. Тоді можна написати рівняння для досліджуваної рідини:
2ПЂrПѓ1 = m1g. (9)
Для еталонної рідини:
2ПЂrПѓ0 = m0g. (10)
Тут m1 і m0 - маси крапель досліджуваної та еталонної рідин і, а радіуси перетяжок крапель обох рідин прийняті однаковими. Ділячи почленно вираз (9) на вираз (10), отримаємо:
Пѓ1/Пѓ 0 = m1/m0 (11)
Маси крапель досліджуваної та еталонної рідин можна виразити через їх щільності ПЃ1 і ПЃ0, число крапель n1 і n0, що містяться в одному і тому ж обсязі V.
Для досліджуваної рідини:
m1 = ПЃ1 V/n1 (12)
Для еталонної рідини:
m0 = ПЃ0 V/n0. (13)
Підставивши вираз для m1 і m0 в рівняння (5), отримаємо:
Пѓ1 = Пѓ0 (n0 ПЃ1/n1 ПЃ0) (14)
Для визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини за цим способом застосовується сталагмометра. Він являє собою скляну капілярну трубку з розподілами, що закінчується дуже вузьким отвором в плоскому нижньому кінці трубки. Кожен такий прилад характеризується т.зв. постійної сталагмометра, яка залежить від обсягу резервуара і радіуса капіляра і обчислюється за формулою:
Vg/2ПЂr (15)
Висновок
Методи визначення поверхневого натягу рідин, як правило, зводяться до виміру сили, протидіє силі поверхневого натягу.
Визначають поверхневий натяг серії розчинів відомої ...
