За дапомогою установки Ребіндера
В даній роботі коефіцієнт поверхневого натягу визначають методом відриву повітряних бульбашок за допомогою установки Ребіндера (рис 6.2). Цей метод базується на використанні формули Лапласа.
Рис. 6.2.
Рис. 6.2. (а).
У досліджувану рідину опускають кінчик капіляра так, щоб він торкався поверхні рідини. Якщо з капіляру витискати повітря в рідину, то на кінці капіляра почнуть утворюватися бульбашки, тиск в середині яких буде дорівнювати тиску в капілярі. Бульбашка повітря відірветься від капіляра тоді, коли тиск в капілярі буде більшим за зовнішній тиск рідини на бульбашку, який дорівнює додатковому тиску Лапласа:
. (4)
Тиск р,необхідний для відриву бульбашки від капіляра створюється повільним перетіканням води із посудини 1 в посудину 3, в якій вода, що піднімається вверх, стискує повітря. Величину створеного тиску вимірюють водяним манометром 5.
Манометр – це вимірювальний прилад для визначення тиску рідини та газів.
В момент відриву бульбашки від поверхні рідини реєструється максимальний рівень води в правому коліні манометра. Максимальний гідростатичний тиск р піднятого стовпа рідини в коліні манометра, відкритому на повітря, матиме наступний вигляд:
|
|
р = g h, (5)
де ρ– густина води; h – максимальне підняття води відносно нульового рівня (0) в коліні манометра, відкритого на повітря.
Тоді із формул (5) і (4) маємо:
g h = . (6)
З метою уникнення труднощів, пов’язаних із визначенням радіуса R кривизни поверхні рідини, для відносних вимірювань коефіцієнтів поверхневого натягу рідин застосовують формулу (6), з якої за значеннями ρ, g, h, R можна знайти .
Спочатку колбу 6 заповнюють дистильованою водою. (Коефіцієнт поверхневого натягу води при температурі повітря в лабораторії беруть із довідкової таблиці). Якщо бульбашка відривається в дистильовану воду, і рівень води в правому коліні манометра піднімається на висоту h0 (а в лівому на таку ж висоту опускається) формула (6) приймає вигляд:
. (7)
Далі, коли колба 7 заповнена досліджуваною рідиною, коефіцієнт поверхневого натягу якої невідомий і дорівнює , висота підняття рівня води в правому коліні манометра при відриванні бульбашки в дану рідину буде мати деяке значення hх. Тоді формула (7) має вигляд:
. (8)
Почленно розділивши рівняння (8) на рівняння(7) отримуємо:
.
Звідси робоча формула для визначення х:
, (9)
де – коефіцієнт поверхневого натягу дослідної рідини; – коефіцієнт поверхневого натягу дистильованої води (табличне значення); h – показання манометра в момент відриву бульбашок в дистильовану воду; hх – показання манометра в момент відриву бульбашок в дослідну рідину.
|
|