home

№224 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей методом отрыва кольца

?
Кафедра общей физики ПГУ
Лаборатория молекулярной физики
Лабораторная работа № 224

Лабораторная работа № 224
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
ЖИДКОСТЕЙ МЕТОДОМ ОТРЫВА КОЛЬЦА
1

Принадлежности: динамометр (весы Жолли ), штангенциркуль, набор
жидкостей.
Цель работы. Изучить поверхностное натяжение и измерить
коэффициент поверхностного натяжения воды.
Введение. Наличие у жидкости свободной поверхности приводит к
существованию особой категории явлений, называемых поверхностными или
капиллярными. В поверхностных явлениях участвуют только те молекулы,
которые находятся непосредственно у самой поверхности в тонком слое
толщиной порядка радиуса молекулярного действия.
Радиусом молекулярного действия называется расстояние δ, на которое
распространяется молекулярное взаимодействие. На рисунке 1,а точками
отмечены молекулы, а кружками изображены сферы молекулярного действия.
-7
Если молекулы находятся в приграничном слое толщиной 2δ (порядка 10 см),
то суммарная сила, действующая на них со стороны соседних молекул,
направлена внутрь жидкости. Величина этой силы в зависимости от положения
молекулы изображена на рисунке 1,б.
δ

z

z
δ
δ

б

а

u

f

в

Рис.1
Если молекулы находятся в однородной среде, т.е. в жидкости или в газе
(молекулы 1 и 5 на рис. 1,а), равнодействующая сила со стороны .окружающих
их молекул равна нулю. Если в сфере молекулярного действия оказываются
молекулы, принадлежащие различным фазам (сферы 2, 3, 4), то
равнодействующая сил взаимодействия не равна нулю и направлена она в
сторону жидкости.
Чтобы выйти на поверхность жидкости молекула должна затратить
энергию на преодоление этих сил. Поэтому потенциальная энергия молекулы
1

Жолли Филипп Иоганн фон (Jolly F.) (1809–1884) – немецкий физик-экспериментатор.

38