Енергията на повърхността на течността

Молекули на течността имат кинетичната енергия на термично движение и потенциалната енергия на междумолекулна взаимодействието. За да се придвижват молекулите на течност дълбочина на повърхността е необходимо да работят за преодоляване на силата на молекулно налягане. Тази работа се извършва за сметка на склад молекула кинетична енергия и отива да се увеличи нейната потенциална енергия. Следователно, повърхностния слой на молекули имат по-голям потенциал енергия от молекулите в течността. Тази допълнителна потенциална енергия, притежавана от повърхностния слой на молекули, наречени повърхностна енергия.

Ако повърхността на течността да се простират, след което повърхността ще излезе всички нови молекули и потенциалната енергия на повърхностния слой ще се увеличи. Следователно, повърхностната енергия е пропорционална на площта на самата течност (Фигура 4).

където А - работа повърхностно напрежение сили; F - силата на повърхностното напрежение; Dx - разтягане на филма; DS - промяна на площ от повърхността на филма.

От тази формула, можем да дадем още една дефиниция на повърхностното напрежение.

повърхностното напрежение е свободната енергия на повърхността на единица площ. В този случай единицата [а] = [J / m 2].

Голямо влияние върху повърхностното напрежение са намерили в течни примеси. Например, сапун, разтворен във вода намалява повърхностното напрежение до 0.045 N / m и сол или захар се увеличава. Промяна на напрежението на веществото повърхност, наречена повърхност - активни. Те включват масло, сапун, алкохол. Този феномен се обяснява с междумолекулна взаимодействие между молекули. Ако взаимодействието между молекулите на самата течност над между течни молекули и примеси, молекулите на примесите се избутват към повърхността и концентрацията на примеси на повърхността е по-голям; отколкото в по-голямата част, и това води до намаляване на повърхностното напрежение.

Повърхностно активните вещества са широко използвани в метал, сондажни скали и т.н. от разрушаване на скали в тяхното присъствие се появяват по-лесно да се адсорбира върху твърдата повърхност, те проникват в микропукнатините и насърчаване на по-нататъшното развитие на тези дълбоки пукнатини.

Монтаж и изпълнение на строителните работи

В този документ, повърхностното напрежение се определя чрез отделяне на пръстена от повърхността му омокрящо течността.

Лабораторни единица (фиг.5) е усукване баланс, който се суспендира от тънък пръстен. Разположен под съда с пръстен с тест течност. Пръстенът на известните размери се потапя в тест течност.

Включване лост везни обелени от течния пръстен. В момента на отделяне на баланса на лоста се спира и се измерва силата отделяне на пръстена, която е по същество сила на повърхностен филм разкъсване. Скъсване настъпва по две линии: от външния диаметър и вътрешна. Поради това, общата сума ще бъде равна на разделителната линия

Тъй като по-лесно да се измери външния диаметър и дебелината d2 = d1 -2Н

1. При определяне на повърхностното напрежение капчици по брой на глицерол капчици, произтичащи от капиляра, е п = 50. Общо тегло на глицерол m = 1 кг, а диаметърът на капчиците на врата по време на разделяне г = 1 мм. Определяне на напрежението на глицерол повърхност.

Отговори: 1) 72,3 MN / м; 2) 52 милиНютона / m; 3) 62.3 милиНютона / m; 4) 62.5 милиНютона / m; 5) 43.4 милиНютона / m;

2. тънък пръстен с радиус 7.8 см в контакт с разтвора на сапун. Какво сила може да се скъса на ринга от решението? Да приемем разтвор стайна температура. Мас пръстен 7 грама

Отговори: 1) Н, 1.32; 2) 0,11 Н; 3) Н, 0.42; 4) 0.33 Н; 5) 0.25 N.

3. Какво има спад на теглото на водата, течаща от стъклената тръба 1 mm в диаметър? Прочетете диаметър капчица, равен на диаметъра на гърлото на тръбата.

Отговори: 1) 2.25. 10 -5килограма; 2) 7.2. 10 -4килограма; 3) 8.3. 10 -3килограма; 4) 3.5. 10 -5килограма; 5) 4.2. 10 -5килограма.

4. Какво е необходимо да се харчат енергия за образуване на повърхностна балон радиуса на 6 см от при постоянна температура?

Отговори: 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. При измерване на напрежението на разтвора на сапун повърхност при 15 0 ° С с помощта на динамометър и пръстенът тел 12 см в диаметър и тегло 20 с разделяне на пръстена от течната повърхност на динамометричния датчик показано 0.227 N. Което сила на коефициента на повърхностното напрежение, получено в резултат на опит?

Отговори: 1) .047 N / м; 2) 0,04 N / m; 3) 0.053 N / m; 4) 0.072 N / m; 5) 0.080 N / m.

6. капиляра с вътрешен радиус от 2 mm се спуска в течността. Виж коефициент на напрежение течност повърхност, капилярна повишила ако неговата маса е равна на 9. 10 -5килограма.

Отговори: 1) 22 10 -3 N / м; 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. Какви са течности, твърди частици и газове?

2. На какво се дължи на вътрешното налягане в течността?

3. Как повърхностното напрежение? Когато тя е насочена?

4. физически смисъла на повърхностното напрежение.

5. Защо повърхностен слой има излишък на енергия?

6. Заключение с формула работа.

7. повърхностно активни вещества.

8. Има ли повърхностното напрежение на температурата на течността зависи и как?

9. Да имат повърхностно напрежение на газове?

4. Savelev I. V. курса на обща физика, Vol. 1. М. Наука, 1989 s.331-337.

Lab 1.15