|
Давление внутри газового пузырька в жидкости равно
 ,
где  - атмосферное давление,
h - глубина, на которой находится пузырек,
r - плотность жидкости,
r- радиус пузырька,
a - коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
Зависимость давления в пузырьке от величины поверхностного натяжения может быть использована для определения последнего. Если выдувать на конце капилляра погруженного в жидкость, воздушный пузырек, то радиус кривизны поверхности вначале уменьшается, достигая минимального значения, которое равно радиусу капилляра, а затем снова возрастает.
Таким образом, максимальное и избыточное по сравнению с атмосферным давление в пузырьке
 ,
где r - радиус капилляра.
Если h мало, то  .
Для измерения поверхностного натяжения жидкости методом максимального давления в пузырьке используется прибор, изображенный на рисунке.
Сосуд A наполнен исследуемой жидкостью. В пробку, закрывающую сосуд, вставлен капилляр, касающийся поверхности жидкости. Для изменения давления в сосуде служит аспиратор B, а для измерения его – манометр М. При понижении уровня жидкости в аспираторе давление в сосуде А понижается, и атмосферное давление проталкивает пузырек воздуха через капилляр.
По максимальному давлению, необходимому для проталкивания пузырька, определяется коэффициент поверхностного натяжения
 ,
где  - определяется по манометру,
 - разность уровней манометра.
Выполнение работы
Налив в аспиратор воды до уровня бокового отростка, а исследуемой жидкости в сосуд А так, чтобы конец капилляра касался поверхности, открывают отросток d соединительной стеклянной трубки, устанавливая этим внутри прибора атмосферное давление. Уровни жидкости в коленах манометра при этом выравниваются. Закрыв затем отросток d, открывают кран аспиратора настолько, чтобы изменение давления происходило медленно, и можно было легко отсчитать высоту уровней в манометре в момент отрыва пузырька.
Когда частота образования пузырьков установится, начинают производить отсчеты по манометру, отмечая высоту уровня в обоих коленах. Отсчеты производятся не менее, чем для 10 пузырьков и из них берется среднее. Одновременно измеряется температура в стакане с водой, в которую погружен сосуд.
Изменяя температуру воды в термостате, можно определить зависимость коэффициента поверхностного натяжения от температуры, производя измерения через каждые 10°. Каждая температура, при которой производятся измерения, должна выдерживаться постоянной в течение нескольких минут. Такие же измерения производятся при охлаждении. По полученным данным строят график зависимости  от температуры.
|
5724
5696