mechanics.pl

Przeglądaj wersję html pliku:

119

TEMAT: Pomiar napięcia powierzchniowego cieczy metodą
.
rurek włoskowatych.

IMIĘ I NAZWISKO: Łukasz Mężydło

Sławomir Grzeszczyk

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Fizyka Techniczna SEMESTR: LETNI ROK AKADEMICKI 2000/2001

ZESPÓŁ nr 1 DATA WYKONANIA: 08.03.2001

OCENA: PODPIS



Łatwość przelewania cieczy świadczy o łatwej przesuwalności
jednych cząsteczek względem drugich, nie oznacza jednak braku sił
międzycząsteczkowych lub inaczej molekularnych. Siły takie,
aczkolwiek nieznaczne, istnieją i w pewnych przypadkach ujawniają swe
działanie. Siły oddziaływań między cząsteczkami znajdujące się
we wnętrzu cieczy znoszą się wzajemnie, nie mogą więc wykazać
swego istnienia. Na powierzchni cieczy i tuż pod nią ( w warstwie o
grubości równej zasięgowi działania sił międzycząsteczkowych ) na
cząsteczki działają siły niezrównoważone skierowane w głąb
cieczy.

Wypadkowa tych sił prostopadła do powierzchni i sprawia, że warstwa
powierzchniowa wywiera na resztę cieczy ciśnienie molekularne
wynoszące dla wody 17 000 at.

Oprócz ciśnienia skierowanego w głąb cieczy, warstwę
powierzchniową cieczy cechują siły molekularne leżące w
płaszczyźnie tej warstewki; siły te oddziałują na cząsteczki ze
wszystkich stron - są to siły napięcia powierzchniowego.



Napięcie powierzchniowe ( ma podwójne znaczenie:

siłowe - gdyż wyraża siłę przyłożoną do 1 cm długości błonki

energetyczne - gdyż oznacza energię potencjalną zmagazynowaną w 1
cm2 błonki powierzchniowej



Napięcie powierzchniowe zależy od:

rodzaju cieczy: dla każdej cieczy jest ono inne, gdyż różne
cząsteczki oddziaływają na siebie z różnymi siłami

temperatury: przy wzroście ruchów termicznych cząstek siły
międzycząsteczkowe maleją i w związku z tym napięcie powierzchniowe
maleje ze wzrostem temperatury



gdzie:

k - stała dla danej cieczy

V - objętość molowa

Tk - temperatura krytyczna

Powierzchnia swobodna cieczy w pobliżu ścianek naczynia ulega
zakrzywieniu, przybierając kształt menisku wklęsłego lub wypukłego.
Zależy to od wzajemnego stosunku sił przylegania Fp i sił spójności
Fs, działających na cząsteczki, graniczne warstewki powierzchniowe
cieczy.

Siły napięcia powierzchniowego (, działając stycznie do zakrzywionej
powierzchni dają w wyniku swojego działania tzw. ciśnienie dodatkowe
(p. skierowane pionowo do góry i powodujące wciąganie cieczy do
rurki. Ciśnieniu temu przeciwstawia się ciśnienie hydrostatyczne
słupa h wciąganej cieczy.

Napięcie powierzchniowe cieczy i przyleganie cieczy do ścianek
powoduje występowanie zjawiska włoskowatości.

Gdy ciecz znajduje się w wąskiej rurce, kształt powierzchni cieczy i
gazu jest:

większy dla cieczy zwilżającej

mniejszy dla cieczy nie zwilżającej

Meniskiem nazywamy ową wygiętą powierzchnię cieczy.

Tabele pomiarowe.

Nr

rurki hw

[mm] hws

[mm] (hw

[mm] d

[mm] (d

[mm]

1





2





3





4







Nr

rurki h

[mm] hs

[mm] (h

[mm] (

[N/m.]

1





2





3





4