Молекулярная физика. Термодинамика. Шишлянникова Л.М. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

21
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
МЕТОДОМ КАНТОРА – РЕБИНДЕРА
Цель работы: изучить физическую основу данного метода;
экспериментально определить численное значение коэффициента
поверхностного натяжения исследуемой жидкости.
1. Теоретическая часть
В жидкостях среднее расстояние между молекулами значительно
меньше, чем в газах. Поэтому силы взаимодействия между молекулами в
жидкостях играют существенную роль.
Каждая из внутренних молекул в жидкости окружена со всех сторон
другими молекулами и испытывает одинаково притяжение во всех
направлениях. Молекулы, расположенные вблизи поверхности,
испытывают со стороны своих соседей притяжение, направленное внутрь и
в стороны, но не испытывают уравновешивающего притяжения со стороны
прилегающих слоев воздуха, содержащих значительно меньшее число
молекул. В результате на поверхностную молекулу действует сила,
направленная внутрь жидкости, перпендикулярно ее поверхности.
Пусть молекула выходит из толщины жидкости и попадает в
область, близкую к ее поверхности. Вокруг рассматриваемой молекулы,
как центра, опишем сферу радиуса
r
, равного радиусу молекулярного
действия (наибольшее расстояние, на котором сказывается действие
других молекул на молекулу в центре этой сферы). На молекулу действуют
силы сцепления только со стороны молекул, находящихся в этой сфере.
Если расстояние
Z
от молекулы до поверхности жидкости
превосходит
r
(рис. 1, а), то сфера равномерно заполнена веществом и
равнодействующая приложенных к ней сил сцепления, ввиду симметрии,
равна нулю. Когда
Z
становится меньше
r
(рис. 1, в), действие молекул,
заключенных в редко заштрихованной части сферы, из-за симметрии равно
нулю. Нескомпенсированным остается действие молекул густо
заштрихованной части сферы. Она дает равнодействующую,
направленную внутрь жидкости. По мере уменьшения эта
равнодействующая возрастает и принимает максимальное значение тогда,
когда молекула выходит на границу жидкости (рис. 1, с). После
пересечения этой границы (рис. 1, d) на молекулу действует только

Страницы