ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 7. Схема прибора для измерения поверхностного натяжения:
Т - термостат; М - жидкостный манометр; П - вакуумная пробирка; Р -
пипетка с капилляром.
Главная часть измерительной установки - капиллярный кончик,
погружаемый в исследуемую жидкость так, чтобы он только касался
поверхности (рис. 8). Глубина погружения капилляра должна быть
близка к нулю для того, чтобы исключить гидростатическое давление. В
пространстве над жидкостью в вакуумной пробирке с помощью насоса
или аспиратора создается разряжение, и атмосферное давление
выдавливает пузырек из капиллярного кончика.
Для образования пузырька необходимо преодолеть
гидростатическое (
Δ
P
гидр
) и капиллярное (
Δ
P
кап
= 2
σ
/R) давление.
Уравнение (12) показывает, что внешнее давление,
уравновешивающее
Δ
P
гидр
и
Δ
P
кап
, должно изменяться по
мере роста пузырька. По
мере увеличения давления
этот пузырек растет, меняя
свою форму и радиус
кривизны. Вначале радиус
кривизны пузырька велик
(рис. 9, положение 1). По
мере роста пузырька радиус
кривизны его поверхности
уменьшается, достигая
минимальной величины в
положении 2. В этот момент
радиус кривизны пузырька
(R) равен радиусу
капилляра
(r), а затем снова начинает
возрастать. При этом
величина P и P
кап.
(уравнение 12) должны
проходить через максимум. При увеличении внешнего давления в
системе пузырек будет находиться в устойчивом состоянии (давление
воздуха на стенку пузырька уравновешивается давлением со стороны
стенки пузырька), пока внешнее давление не достигает максимального
давления (P
max
) при R = r. Дальнейшее увеличение внешнего давления
приводит к увеличению радиуса кривизны пузырька (положение 3) и
уменьшению давления со стороны стенки пузырька, которое уже не
может уравновешивать внешнего давления. Пузырек приходит в
неустойчивое состояние - он быстро расширяется и отрывается от
капилляра.
На манометре этот процесс регистрируется так: давление
постепенно увеличивается, достигая максимума,
затем резко падает и
снова медленно нарастает - это и отвечает образованию, увеличению в
объеме и отрыву пузырька. Максимальному давлению соответствует
Рис. 8. Вакуумная
пробирка.
1
2
3
2r
1 → R = 1/r ≈ ∞
2 → R = r
3 → R > r
Рис. 9. Схема
образования пузырька в
капилляре радиусом
r.
Рис. 7. Схема прибора для измерения поверхностного натяжения: Т - термостат; М - жидкостный манометр; П - вакуумная пробирка; Р - пипетка с капилляром. Главная часть измерительной установки - капиллярный кончик, погружаемый в исследуемую жидкость так, чтобы он только касался поверхности (рис. 8). Глубина погружения капилляра должна быть близка к нулю для того, чтобы исключить гидростатическое давление. В пространстве над жидкостью в вакуумной пробирке с помощью насоса или аспиратора создается разряжение, и атмосферное давление выдавливает пузырек из капиллярного кончика. Для образования пузырька необходимо преодолеть гидростатическое (ΔPгидр) и капиллярное (ΔPкап = 2σ/R) давление. Уравнение (12) показывает, что внешнее давление, уравновешивающее ΔPгидр и ΔPкап, должно изменяться по мере роста пузырька. По мере увеличения давления 2r этот пузырек растет, меняя свою форму и радиус кривизны. Вначале радиус кривизны пузырька велик 1 (рис. 9, положение 1). По 2 мере роста пузырька радиус 3 кривизны его поверхности уменьшается, достигая 1 → R = 1/r ≈ ∞ минимальной величины в 2→R=r положении 2. В этот момент 3→R>r радиус кривизны пузырька Рис. 8. Вакуумная (R) равен радиусу капилляра Рис. 9. Схема пробирка. (r), а затем снова начинает образования пузырька в возрастать. При этом капилляре радиусом r. величина P и Pкап. (уравнение 12) должны проходить через максимум. При увеличении внешнего давления в системе пузырек будет находиться в устойчивом состоянии (давление воздуха на стенку пузырька уравновешивается давлением со стороны стенки пузырька), пока внешнее давление не достигает максимального давления (Pmax) при R = r. Дальнейшее увеличение внешнего давления приводит к увеличению радиуса кривизны пузырька (положение 3) и уменьшению давления со стороны стенки пузырька, которое уже не может уравновешивать внешнего давления. Пузырек приходит в неустойчивое состояние - он быстро расширяется и отрывается от капилляра. На манометре этот процесс регистрируется так: давление постепенно увеличивается, достигая максимума, затем резко падает и снова медленно нарастает - это и отвечает образованию, увеличению в объеме и отрыву пузырька. Максимальному давлению соответствует
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- …
- следующая ›
- последняя »