Energia superficială a lichidului

Molecule din lichid au o energie cinetică de mișcare termică și energia potențială a interacțiunii intermoleculare. Pentru a muta moleculele adâncimea lichidului la suprafață este necesar să se facă de lucru pentru a depăși forța presiunii moleculare. Acest lucru se face în detrimentul moleculei stoc de energie cinetică și merge pentru a crește energia sa potențială. De aceea, stratul de suprafata de molecule au un potențial mai mare de energie decât moleculele în lichid. Această energie potențială suplimentară posedat de stratul de suprafață de molecule numite energie de suprafață.

În cazul în care suprafața lichidului sa se intinda, atunci suprafața va veni toate moleculele noi și energia potențială a stratului de suprafață va crește. Prin urmare, energia de suprafață este proporțională cu suprafața fluidului în sine (Figura 4).

unde A - forțe de tensiune de suprafață de lucru; F - forța de tensiune superficială; Dx - se întinde filmul; DS - zona a suprafeței filmului în schimbare.

Din această expresie, putem da o altă definiție a tensiunii superficiale.

tensiunea superficială este energia liberă de suprafață pe unitatea de suprafață. În acest caz, unitatea [a] = [J / m 2].

mare influență asupra tensiunii superficiale au găsit în impurități lichide. De exemplu, săpun dizolvat în apă reduce tensiunea superficială la 0.045 N / m, și sare sau zahăr este crescută. Modificarea tensiunii de suprafață a substanței numită suprafață - activă. Acestea includ ulei, săpun, alcool. Acest fenomen se explică prin interacțiunea intermoleculară între molecule. Dacă interacțiunea dintre moleculele lichidului în sine mai mult decât între moleculele lichide și impurități, moleculele de impurități sunt împinse la suprafață și concentrația de impurități la suprafață este mai mare; decât în ​​cea mai mare parte, iar acest lucru duce la o scădere a tensiunii superficiale.

Surfactanții sunt utilizate pe scară largă în tăiere metal, roci de foraj, etc. deoarece distrugerea rocilor în prezența lor se produc mai ușor adsorbit pe suprafața solidă, acestea pătrund în microfisurile, și pentru a promova dezvoltarea în continuare a acestor fisuri adânci.

Instalarea și punerea în aplicare a lucrărilor

În această lucrare, tensiunea superficială este determinată prin separarea inelului de suprafață, lichidul său de umectare.

Unitate de laborator (Fig.5) este un echilibru de torsiune, care este suspendat de un inel subțire. Situat sub recipientul de inel cu lichidul de testare. Inelul de dimensiuni cunoscute este cufundat în lichidul de testare.

Întorcându cântare pârghie decojiți din inelul de lichid. In momentul desprinderii soldului pârghiei este oprit și măsurat forța de separare a inelului, care este în esență o rezistență la rupere de film de suprafață. Rupture are loc de-a lungul a două linii: pe diametrul exterior și interior. Prin urmare, totalul va fi egală cu linia de separare

Deoarece mai ușor pentru a măsura diametrul exterior și grosimea d2 = d1 -2H-

1. La determinarea picăturile de tensiune de suprafață prin numărul de picături de glicerol care curg din capilar, este n = 50. Greutatea totală a glicerinei m = 1 kg, iar diametrul picăturii a gâtului, în momentul separării d = 1 mm. Se determină tensiunea superficială a glicerinei.

Răspunsuri: 1) 72,3 mN / m; 2) 52 mN / m; 3) 62,3 mN / m; 4) 62,5 mN / m; 5) 43,4 mN / m;

2. Inelul subțire de rază de 7,8 cm în contact cu soluția de săpun. Ce forță poate rupe inelul din soluție? Să presupunem că o soluție la temperatura camerei. Inel Mass 7 g

Răspunsuri: 1) H, 1,32; 2) 0,11 H; 3) H, 0,42; 4) 0,33 H; 5) 0,25 N.

3. Ce are o scădere în greutate de apă care curge din tub de sticlă de 1 mm diametru? Citește diametrul picăturii egal cu diametrul gâtului tubului.

Răspunsuri: 1) 2,25. 10 ~ 5 kg; 2) 7.2. 10 -4 kg; 3) 8.3. 10 -3 kg; 4) 3.5. 10 ~ 5 kg; 5) 4.2. 10 ~ 5 kg.

4. Ce este necesar să se cheltuiască energia pe formarea raza de bule de suprafață de 6 cm, la o temperatură constantă?

Răspunsuri: 1) 2.8. 10 -3 J; 2) 0,77. 10 -2 J; 3) 3.6. 10 -3 J; 4) 0,92. 10 -3 J; 5) 7. 10 -3 J.

5. Atunci când se măsoară tensiunea superficială a soluției de săpun, la 15 0 C, folosind un dinamometru și inelul de sârmă de 12 cm în diametru și cu o greutate de 20, cu separarea inelului de suprafața lichidului a celulei de sarcină prezentat 0,227 N. Care forță a coeficientului de tensiune superficială obținută ca urmare a experienței?

Răspunsuri: 1) 0,047 N / m; 2) 0,04 N / m; 3) 0,053 N / m; 4) 0,072 N / m; 5) 0,080 N / m.

6. capilarul cu o rază interioară de 2 mm este coborât în ​​lichid. Găsiți coeficientul de tensiune superficială lichid, un capilar crescut dacă masa sa este egală cu 9. 10 ~ 5 kg.

Răspunsuri: 1) 22 10 -3 N / m; 2) 62 10 -3 N / m; 3) 70 10 -3 N / m; 4) 40 10 -3 N / m; 5) 73 10 -3 N / m.

1. Care sunt lichide, solide și gaze?

2. Care a cauzat presiunea internă în fluidul?

3. Cum tensiunea superficială? În cazul în care este îndreptată?

4. Sensul fizic al tensiunii superficiale.

5. De ce stratul de suprafață are un exces de energie?

6. Concluzie cu formula de lucru.

7. surfactanților.

8. Are tensiunea superficială a lichidului depinde de temperatura și cum?

9. au o tensiune superficială de gaze?

4. Savelev I. V. Curs de fizică generală, vol. 1. M. Nauka, 1989. s.331-337.

laborator 1.15