Napięcie powierzchniowe, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka


Kamil Dobrzyń

Biotechnologia I Gr.1 para 3

Ćw. Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego stalagmometrem i metodą rurek włosowatych.

Napięcie powierzchniowe jest jednym ze zjawisk występujących na granicy faz: ciekłej i gazowej.

Pod pojęciem granicy faz rozumiemy przestrzeń, w której właściwości substancji są odmienne niż w jej wnętrzu fazy zarówno ciekłej jak i gazowej. Dzieje się tak, dlatego, że na powierzchni granicznej, w warstwie kontaktowej między dwoma fazami każda cząsteczka oddziałuje zarówno z cząsteczkami swojej fazy jak i fazy przeciwnej. Powoduje to różną od zera wypadkową siłę tych oddziaływań skierowaną do wnętrza jednej z faz. Np. na granicy między wodą a parą siła ta skierowana jest do wnętrza cieczy. Jeżeli rozpatrujemy cząsteczkę znajdującą się wewnątrz fazy, siły międzycząsteczkowe równoważą się. Powierzchnia graniczna znajduje się więc w innej sytuacji energetycznej niż reszta cieczy, ma powierzchniową energię potencjalną E i zachowuje się podobnie jak błonka sprężysta. Zwiększenie pola powierzchni tej błony wiąże się z wprowadzeniem do warstwy powierzchniowej pewnej liczby cząstek z wnętrza cieczy.

Praca W wykonana przy rozciąganiu błony równa jest przyrostowi energii powierzchniowej i proporcjonalna do przyrostu pola powierzchni rozciąganej błony:

0x01 graphic
; gdzie:

0x01 graphic
- jest współczynnikiem napięcia powierzchniowego równy pracy, jaką należy wykonać, aby powiększyć powierzchnię swobodną cieczy o wartość jednostkową lub jest równa przyrostowi energii powierzchniowej przy zwiększaniu powierzchni o wartość jednostkową:

Siłami napięcia powierzchniowego nazywamy siły dążące do zmniejszenia pola powierzchni błony.

Stosunek wypadkowej sił napięcia do długości odcinka, wzdłuż którego s one zaczepione nazywamy współczynnikiem napięcia powierzchniowego.

Ciecz może zwilżać powierzchnię ciała stałego, jeżeli siły działające między cząsteczkami cieczy i ciała stałego są mniejsze niż siły międzycząsteczkowe cieczy.

Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego metodą rurek włosowatych polega na pomiarze różnicy poziomów cieczy h w kapilarze i naczyniu szerokim.

W kapilarze o promieniu r zanurzonej w cieczy zwilżającej powierzchnia utworzy menisk wklęsły o promieniu R. Niedobór ciśnienia 0x01 graphic
w stosunku do ciśnienia pod płaską powierzchnią cieczy w naczyniu szerokim spowoduje, ze ciecz w kapilarze podniesie się na taką wysokość h, przy której ciśnienie 0x01 graphic
zrównoważy się ciśnieniem hydrostatycznym słupkiem cieczy:

0x01 graphic

0x01 graphic
; gdzie:

r- promień kapilary

h- wys., na jaką wzniesie się ciecz

0x01 graphic
- gęstość cieczy

g- przyspieszenie ziemskie

Pomiar

h

hśr

0x01 graphic

r

0x01 graphic

m

m

Kg/m3

m

N/m

Stalagmometr:

Kropla odrywa się od stalagmometru, gdy jej ciężar P zrównoważy wypadkową sił napięcia powierzchniowego F zaczepionych wzdłuż obwodu koła o promieniu r:

0x01 graphic

Ciężar P kropli otrzymamy, dzieląc ciężar cieczy o objętości V przez liczbę kropli n tworzących się z tej objętości.

0x01 graphic

0x01 graphic
ciężar właściwy cieczy

Z warunku równości F i P otrzymujemy:

0x01 graphic

Względny współczynnik napięcia powierzchniowego:

0x01 graphic
;

0x01 graphic
- współczynnik napięcia cieczy wzorcowej

0x01 graphic
; gdzie:

n0- liczba kropel cieczy wzorcowej w objętości V

Zatem:

0x01 graphic

Pomiar

n

nśr

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

N/m

Kg/m3

Kg/m3

N/m



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
promieniowanie, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
ćw 27, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Sprawozdanko, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Przewodnictwo, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Fizyka3, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Ćw. 48, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Metody pomiaru współczynnika załamania światła, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Sprawozdanie ćw 18, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Sprawozdanie nefelometria, Bioinżynieria Produkcji żywności, Fizyka
Pomiar napięcia powierzchniowego metodą odrywania, Sprawozdania - Fizyka
Pomia napięcia powierzchniowego, Mechanika i Budowa Maszyn PWR MiBM, Semestr I, Fizyka, laborki, spr
fizyka, Napięcie powierz.-stalagmometr i waga torsyjana
Napięcie powierzchniowe 13 14, Biotechnologia i, Rok I, Fizyka i biofizyka
cw 14 - Wyznaczanie napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą wagi torsyjnej, Sprawozdania jakieś,
Pomiar napięcia powierzchniowego metodą odrywania i metodą stalagmometru, Pwr MBM, Fizyka, sprawozda
Fizyka- Napięcia powierzchniowe, ? Cel ?wiczenia:
Wyznaczanie współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy za pomocą stalagmometru, Pollub MiBM, fiz
Pomiar współczynnika napięcia powierzchniowego cieczy metodą rurek włoskowatych, Studia pomieszany b

więcej podobnych podstron