Subiect: Tensiunea de suprafață a lichidelor și metodele de determinare a acestora
1. Care este esența fenomenului fizic al tensiunii de suprafață?
2. Care este semnificația fizică a coeficientului de tensiune superficială, de care depinde, care este dimensiunea sa?
3. Listați principalele metode de determinare a coeficientului de tensiune superficială a lichidelor. Obțineți o formulă de proiectare pentru determinarea tensiunii superficiale a lichidelor prin metoda Rebinder.
4. Metode de determinare a coeficientului de tensiune superficială a lichidelor prin metoda Rebinder (lucrare de laborator).
Esența fenomenului fizic al tensiunii de suprafață
Moleculele situate în apropierea suprafeței corpului în unele straturi subțiri sunt în condiții diferite de condițiile din interiorul acestuia. Pentru fiecare moleculă din interior, de exemplu, un lichid (să fie molecula 1), acționează forțele moleculare de atracție din partea moleculelor vecine care o înconjoară din toate părțile (fig.1). Rezultatul acestor forțe (R) este zero. Să presupunem că există o vapori deasupra suprafeței lichide, a cărei densitate este de multe ori mai mică, iar interacțiunea moleculelor sale cu moleculele lichidului poate fi neglijată. Moleculele de pe suprafață (de exemplu, molecula 2) sunt atrase numai de moleculele care se află în interiorul lichidului (vezi Figura 1).
Sub acțiunea acestor forțe, moleculele stratului de suprafață sunt trase spre interior, numărul de molecule de pe suprafață scade și suprafața lichidului este redusă. Suprafața este redusă de forțele de tensionare de suprafață, prin care spațiile goale formate sunt închise. Astfel, forța de tensionare de suprafață este o forță care este tangențială la suprafață și tinde să o reducă.
Procesul de contractare a suprafeței continuă până când un astfel de număr de molecule rămâne pe suprafață, la care suprafața sa este minimă pentru un volum dat. Din acest motiv, picăturile mici de lichid au o formă sferică: pentru un volum dat, sfera are cea mai mică dintre toate figurile suprafeței.
Sensul fizic al coeficientului de tensiune superficială, de care depinde, care este dimensiunea sa
Se poate demonstra că forța de tensionare superficială este proporțională cu l, unde l este lungimea unui segment arbitrar care este ales în mod condiționat pe suprafața lichidului (Figura 2). (1)
unde coeficientul depinde de tipul de fluid și de condițiile externe, de exemplu, de temperatură, și se numește coeficientul de tensiune superficială sau pur și simplu tensiunea superficială.
Din formula (1) urmează așa-numita determinare a forței coeficientului de tensiune superficială. Tensiunea superficială este numeric egală cu forța de suprafață care acționează pe unitatea de lungime a limitei suprafeței libere a lichidului. Dimensiunea tensiunii de suprafață:.
În lecția anterioară a fost dată o determinare energetică a coeficientului de tensiune superficială, conform căreia coeficientul tensiunii de suprafață este energia de suprafață pe unitatea de suprafață a interfeței (). În conformitate cu această definiție, dimensiunea s în SI-J / m 2. Această dimensiune este echivalentă cu cea dată mai sus, deoarece J = H × m, și prin urmare.