Молекулярная физика и термодинамика. Беховых Ю.В - 58 стр.

UptoLike

58
образным налетом, не смачивается водой, поверхностный слой воды
прогибается под давлением лапки, образуя небольшой мениск. Возни-
кающее дополнительное давление удерживает водомерку.
Некоторые животные, обитающие в водоемах, но не имеющие
жабр, подвешиваются снизу у поверхностной пленки воды с помощью
несмачивающихся щетинок, окружающих их органы дыхания. Этим
приемом пользуются личинки комаров, в том числе и малярийных.
Вещества, ослабляющие поверхностное натяжение жидкости, на-
зываются поверхностно-активными веществами. По отношению к во-
де такими веществами являются нефть, спирт, эфир, мыло и др. По-
этому для борьбы с малярийными комарами зараженные водоемы по-
ливают нефтью, которая значительно ослабляет коэффициент поверх-
ностного натяжения и, соответственно, силу поверхностного натяже-
ния воды. Поверхностная пленка воды, не выдерживая тяжести ли-
чинки, рвется. Личинка погружается на глубину и лишенная воздуха
гибнет.
Обоснование метода
Коэффициент поверхностного натяжения несложно определить в
лабораторных условиях. Если из стеклянной трубки капает жидкость,
то капля отрывается от трубки в том случае, когда сила тяжести равна
силе поверхностного натяжения, удерживающей каплю. Поскольку
сила тяжести F
т
= mg, а сила поверхностного натяжения F = 2
π
, то
условие отрыва капли запишется в виде
mg = 2
π
rσ, (3)
где m – масса одной капли;
g – ускорение силы тяжести;
r – радиус шейки отрывающейся капли.
Так как непосредственно радиус r измерить трудно, то поступают
следующим образом: пусть в некотором объеме V содержится n
1
ка-
пель одной жидкости (воды) и n
2
капель другой жидкости (керосина).
Зная плотности жидкостей
ρ
1
и
ρ
2
, можно записать равенства:
n
1
m
1
g =
ρ
1
V
1
g= n
1
2
π
1
(4)
n
2
m
2
g =
ρ
2
V
2
g = n
2
2
π
2
, (5)
откуда в случае равенства объёмов
112 2
12
22
,
nr n r
gg
π
σπσ
ρρ
=
или
12
21
21
.
n
n
ρ
σ
σ
ρ
=
(6)
образным налетом, не смачивается водой, поверхностный слой воды
прогибается под давлением лапки, образуя небольшой мениск. Возни-
кающее дополнительное давление удерживает водомерку.
    Некоторые животные, обитающие в водоемах, но не имеющие
жабр, подвешиваются снизу у поверхностной пленки воды с помощью
несмачивающихся щетинок, окружающих их органы дыхания. Этим
приемом пользуются личинки комаров, в том числе и малярийных.
    Вещества, ослабляющие поверхностное натяжение жидкости, на-
зываются поверхностно-активными веществами. По отношению к во-
де такими веществами являются нефть, спирт, эфир, мыло и др. По-
этому для борьбы с малярийными комарами зараженные водоемы по-
ливают нефтью, которая значительно ослабляет коэффициент поверх-
ностного натяжения и, соответственно, силу поверхностного натяже-
ния воды. Поверхностная пленка воды, не выдерживая тяжести ли-
чинки, рвется. Личинка погружается на глубину и лишенная воздуха
гибнет.

                       Обоснование метода

     Коэффициент поверхностного натяжения несложно определить в
лабораторных условиях. Если из стеклянной трубки капает жидкость,
то капля отрывается от трубки в том случае, когда сила тяжести равна
силе поверхностного натяжения, удерживающей каплю. Поскольку
сила тяжести Fт = mg, а сила поверхностного натяжения F = 2πrσ, то
условие отрыва капли запишется в виде
                               mg = 2πrσ,                        (3)
где m – масса одной капли;
    g – ускорение силы тяжести;
    r – радиус шейки отрывающейся капли.
     Так как непосредственно радиус r измерить трудно, то поступают
следующим образом: пусть в некотором объеме V содержится n1 ка-
пель одной жидкости (воды) и n2 капель другой жидкости (керосина).
Зная плотности жидкостей ρ1 и ρ2, можно записать равенства:
                      n1m1 g = ρ1V1 g= n12πrσ1                    (4)
                      n2m2g = ρ2V2g = n22πrσ2,                   (5)
откуда в случае равенства объёмов
        n1 2 π rσ 1   n 2 2 π r σ 2 или          n1ρ 2
                    =              ,      σ 2 =         σ 1.      (6)
           ρ1g            ρ2g                    n2ρ1

                               58