Реферат: Поверхностное натяжение

Горизонтальная составляющая f ' поверхностного натяжения на границе жидкости и подложки, отнесенная к единице длины, равна . Направлена она так же, как сила f , и вместе с ней стремится превратить каплю в пленку. Этим двум силам противостоит сила поверхностного натяжения на поверхности жидкости f ", направленная против них и равная (на единицу длины). Таким образом, условие равновесия капли можно записать в виде

или

(7)

Рассмотрим теперь воздушный пузырек в той же жидкости (рис. 10,6). Если пузырек достаточно велик, чтобы его «дно» было плоским, то рассуждения, подобные только что приведенным, показывают, что условием равновесия пузырька будет равенство

(8)

где d - высота пузырька. Складывая (7) и (8), получим:

(9)

Следовательно, для определения коэффициента поверхностного натяжения достаточно измерить высоты капли и пузырька.

Интересно, что этот же опыт может быть использован и для определения краевого угла . В самом деле, если вычесть (7) из (8), то получим:

Но по уравнению (9) следовательно, для получается равенство

Рис. 11

Значит, для определения тоже требуется измерить только d и h . Экспериментально d и h определяются с помощью манометра особом формы, показанной на рис. 11. После тщательной очистки манометр наполняется исследуемой жидкостью, после чего часть жидкости отсасывается так, чтобы образовался пузырек достаточного размера. Затем делается отсчет по манометру и этим определяется положение «дна» пузырька. После этого в прибор добавляют жидкость, чтобы на поверхности стекла, покрывающего широкое колено манометра, образовалась большая капля жидкости (на рис. 11 показана пунктиром). Новый отсчет по манометру даст положение основания капли. Наконец, с помощью специального прибора (сферометра) определяют высоту капли h . Зная толщину стекла, можно теперь из двух отсчетов по манометру определить d и вычислить как коэффициент поверхностного натяжения, так и краевой угол.

Коэффициенты поверхностного натяжения некоторых жидкостей:

Жидкость	температура	Поверхностное натяжение Н/М
Вода Раствор мыла в воде Спирт Эфир Ртуть Золото Жидкий водород Жидкий гелий	20 20 20 25 20 1130 -253 -269	0,0725 0,040 0,022 0,017 0,470 1,102 0,0021 0,00012