Простые проявления поверхностного натяжения

Потому что при фиксированном объёме меньшей поверхностью обладает шар, то в критериях невесомости жидкость воспринимает форму шара. В критериях земного тяготения только сравнимо маленькие капли принимают форму шара. Маленькие ртутные шарики также служат неплохой иллюстрацией проявления поверхностного натяжения. Если взять две воды с практически схожими плотностями, но такие, чтоб Простые проявления поверхностного натяжения они не смешивались, то маленькое количество какой-то из них, введённое в другую жидкость, воспринимает форму шара. В данном случае архимедова сила уравновешивает силу тяжести, и поверхностное натяжение проявляется практически в чистом виде.

Условия равновесия на границе раздела 2-ух жидкостей

Если на поверхность одной воды поместить каплю другой, более лёгкой, то вероятны Простые проявления поверхностного натяжения два результата зависимо от соотношения поверхностных натяжений (картинки 3а, 3б). Если обозначить dl элемент длины, направленный повдоль полосы соприкосновения трёх сред 1,2,3, то силы поверхностного натяжения, действующие на этот элемент, равны , , . Заметим, что элемент dl ориентирован перпендикулярно плоскости чертежа. Если то равновесие реализуется в виде ситуации изображенной на рис.3а. Условием Простые проявления поверхностного натяжения равновесия является воззвание в нуль равнодействующих на элемент dl :

,

Система этих уравнений позволяет найти углы и , которые именуются краевыми.

Набросок 3а,б - Условия равновесия на поверхности 2-ух жидкостей

Если же , то сбалансированная ситуация обозначенного вида невозможна и капля 2 разольется по всей поверхности воды 1 в виде узкого молекулярного слоя (набросок Простые проявления поверхностного натяжения 3,б).

Условия равновесия на границе жидкость - жесткое тело

В данном случае вероятны сбалансированные ситуации, показанные на рисунке 4 а,б,в.

Набросок 4 -Условия равновесия на границе воды с жестким телом

Условие равновесия при всем этом имеет соответственно вид

. Если , жидкость разливается по коже молекулярным слоем. Молвят, что она смачивает поверхность твёрдого тела. Это случай Простые проявления поверхностного натяжения полного смачивания.

Поверхностно-активные вещества

Поверхностная энергия стремиться добиться малого значения. Это может быть вследствие уменьшения, как площади поверхности, так и поверхностного натяжения σ. Потому при добавлении в жидкость другой воды с наименьшим поверхностным натяжением последняя будет адсорбироваться в поверхностном слое, в итоге чего поверхностное натяжение уменьшиться. Такое вещество Простые проявления поверхностного натяжения именуется поверхностно-активным (к примеру, мыло). Другие вещества наращивают поверхностное натяжение (к примеру, раствор сахара, смеси разных солей и т.д.). Такое вещество, напротив, концентрируется вне поверхностного слоя воды. При его добавлении в раствор, содержащий поверхностно - активные вещества, последние активно выталкиваются на поверхность. К примеру, добавление соли в мыльный Простые проявления поверхностного натяжения раствор вызывает вытеснение мыла на поверхность раствора.

МЕТОДИКА Опыта

Представим, что жидкость медлительно скапливается на конце вертикально поставленной трубки и при достижении некого количества отрывается в виде капли. Конкретно перед отрывом капля висит на шее, форму которой можно примерно считать цилиндрической. Сила тяжести капли Fт уравновешивается силами поверхностного натяжения, действующими по Простые проявления поверхностного натяжения контуру, ограничивающему поперечное сечение шеи. Результирующую этих сил можно представить в виде:

Fн=πdσ, (3)

где d – поперечник шеи, м;

σ – коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

π=3,14.

Разумеется, что в момент отрыва сила поверхностного натяжения на шее капли, направленная вертикально ввысь, как раз равна силе тяжести действующей на каплю (набросок Простые проявления поверхностного натяжения 5) Fт = Fн. Если поперечник шеи капли d, то Fт = πdσ. Отсюда

σ = Fт/πd (4)

Таким макаром, определение коэффициента поверхностного натяжения сводится к определению силы тяжести, действующей на каплю и поперечника шеи в момент ее отрыва. Сила тяжести, действующая на каплю, определяется по объему V и плотности воды ρ

Fт= m·g=ρgV/n (5)

Где ρ – плотность Простые проявления поверхностного натяжения воды, кг/м3;

g=9,8 м/с2 ускорение свободного падения;

V – объём воды,м3;

n– число капель в данном объеме;

Подставим (5) в (4), получим расчетную формулу

σ = ρgV/nπd (6)

Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 6.

Набросок 6 - Схема экспериментальной установки


prostejshie-sredstva-zashiti-organov-dihaniya.html
prostejshie-zadachi-kvantovoj-mehaniki-kvantov0mehanichesk0e-obosnovanie-teorii-stroeniya-molekul-i-himicheskoj-svyazi-stroenie-atoma.html
prostejshij-generator-trehfaznogo-toka.html