1

Ćwiczenie 9

Wyznaczanie napięcia powierzchniowego za pomocą kapilary

9.1. Wstęp teoretyczny

Napięcie powierzchniowe cieczy

Średnie odległości cząsteczek w cieczach są znacznie mniejsze niż w gazach, dlatego siły ich wzajemnego oddziaływania odgrywają istotną rolę. Zasięg działania tych sił jest bardzo mały, rzędu 5-10' m, a więc około 50 średnic cząsteczki. Jak pokazuje rys. 9.1, siły van der Waalsa kompensują się wówczas, gdy cząsteczka znajdzie się głęboko wewnątrz cieczy. Natomiast w jej powierzchniowej warstwie siły międzycząsteczkowe nie kompensują się. Na cząsteczki cieczy znajdujące się w tej warstwie pozostała część cząsteczek wywiera siłę przyciągania skierowaną w głąb cieczy i prostopadłą do jej powierzchni. Dlatego powierzchniowa warstwa wywiera na ciecz wielkie ciśnienie wewnętrzne dochodzące do dziesiątków tysięcy atmosfer (dla wody ~1700 at.). Ciśnienia wewnętrznego nie można zmierzyć doświadczalnie, gdyż zawsze skierowane jest w głąb cieczy, a więc nie działa na ścianki naczynia i na ciała w niej zanurzone.

Rys. 9.1. Siły oddziaływań międzycząsteczkowych w deczy