double arrow

Определение коэффициента поверхностного натяжения при помощи горизонтального капилляра

В случае искривления границы жидкости силы поверхностного натяжения создают дополнительное давление, направленное в сторону вогнутости поверхности. Оно равно
,
где  и - главные радиусы кривизны поверхности, а - коэффициент поверхностного натяжения. 
Если в горизонтально расположенный капилляр ввести каплю исследуемой жидкости, смачивающей стенки капилляра, то на тор­цах столбика жидкости оба мениска будут вогнутые. Повысив давление с одной стороны, можно подвести столбик жидкости к краю капилляра и сделать поверхность одного торца столбика жидкости плоской. Разность давления с двух сторон столбика жидкости мо­жет быть измерена с помощью   U - образного манометра.
В этом случае для коэффициента поверхностного натяжения имеем:
,
где r – радиус капилляра, g - ускорение силы тяжести,
h – разность высот уровней в манометре,
– плотность жидкости в манометре.
Если сечение капилляра представляет собой эллипс с полуосями a и  b, то .

Изменение давления осуществляется поднятием или опусканием  ( с  помощью  подвижного  столика )   сосуда  А  с  водой, соединенного сифоном с другим сосудом В, также наполненным во­дой. Верхняя часть сосуда  В  соединена с капилляром  L  и манометром М. Для определения положения сосуда А, при котором мениск делается плоским, за концом капилляра   L, освещенным  лампочкой   S, наблюдают в микроскоп небольшого увеличения С.
Когда поверхность жидкости становится плоской, мениск ока­зывается равномерно освещенным. Необходимо, чтобы концы капилляра были хорошо отшлифованы, и при подведении столбика жидкости к концу капилляра этот конец был сухим.
Величину радиуса капилляра или главные оси капилляра элли­птического сечения определяют при помощи микроскопа,  предварительно определив цену деления его шкалы.

Выполнение работы

Наполнение капилляра каплей исследуемой жидкости произво­дится опусканием его в сосуд с жидкостью. Само измерение сво­дится (если известен радиус капилляра) к отсчету разности уровней в манометре в момент, когда мениск становится плоским.
Опусканием сосуда А столбик жидкости смещают к середине ка­пилляра, а затем вновь подводят к концу и повторяют отсчет на манометре.
Измерения производят несколько раз и берут среднее значение.

Читайте также:

Деформации при растяжении-сжатии и закон Гука

Определение напряжений при растяжении-сжатии

Термопарный манометр - вакууметр

Определение теплоемкости металлов методом охлаждения

Определение зависимости коэффициента вязкости от температуры вискозиметром Оствальда

Вернуться в оглавление: Физика


Сейчас читают про: