Молекулярная физика и термодинамика. Беховых Ю.В - 61 стр.

               Лабораторная работа № 8
           ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
           ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
     МЕТОДОМ ПОДНЯТИЯ ЖИДКОСТИ В КАПИЛЛЯРАХ


    Цель работы − ознакомиться с определением коэффициента по-
верхностного натяжения методом поднятия жидкости в капиллярах.
    Оборудование: набор капиллярных трубок, стакан, микроскоп.

               Основные теоретические сведения

     Сила поверхностного натяжения пропорциональна числу моле-
кул, прилегающих к контуру, которое, в свою очередь, пропорцио-
нально длине контура:
                               F = σ ⋅ L.                      (1)
     Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения (σ) мо-
жет быть определен как модуль силы поверхностного натяжения,
действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверх-
ность.
     Единицей измерения этого коэффициента в СИ является 1 ньютон
на метр, или 1 джоуль на метр квадратный (1 Н/м = 1 Дж/м2).
     В узких стеклянных трубках (капиллярах), опущенных в жид-
кость, хорошо заметно поднятие или опускание жидкости.
     Капилляром называется сосуд, поперечные размеры которого со-
измеримы с радиусом мениска.
     Поверхность жидкости в трубке под действием молекулярных сил
жидкости и стекла принимает вогнутую форму. На искривленной по-
верхности силы поверхностного натяжения вызывают добавочное
давление P, направленное к центру кривизны.
     Если поверхность сферическая, то по формуле Лапласа:
                                  2σ                           (2)
                              P =       ,
                                   R
где R – радиус кривизны поверхности;
    σ – коэффициент поверхностного натяжения.
     Добавочное давление, обусловленное кривизной мениска, вызы-
вает поднятие в случае смачивающей и опускание в случае несмачи-
вающей жидкости в капиллярах. Жидкость в капилляре поднимается
до тех пор, пока добавочное давление не сравняется с гидростатиче-
                              61