58263 IMG15 (6)

Tabela 18

Objętość 1 mola CO, w temperaturze 40° przy różnych ciśnieniach, zmierzona i obliczona z równania gazów doskonałych oraz równania van der Waalsa

, ^p(atm) I	Objętość zmierzona (1)	Objętość obliczona z równania
		gazów doskonałych 0)	van der Waalsa (1)
1 1	25,574	25,705	25,597
^10	2,450	2,571	2,471
50	0,380	0,513	0,395
100 1	0,069	0,0513	0,059

2.1.3. Ciecze. Ciecze różnią się od gazów przede wszystkim wielokrotnie większą liczbą cząsteczek w jednostce objętości. 1 mol wody w temperaturze 100° i pod ciśnieniem 1 atm zajmuje objętość niespełna 19 cm³, podczas gdy 1 mol pary wodnej w tych samych warunkach około 30 1. Z tej też przyczyny, jak również z uwagi na mniejsze odległości pomiędzy ich cząsteczkami i co zatem idzie większe oddziaływanie wzajemne pomiędzy nimi, ciecze łatwo zmieniają swój kształt przyjmując zawsze kształt naczynia, w którym się znajdują, ale bardzo trudno zmieniają swoją objętość, czyli inaczej mówiąc są nieściśliwe.

2.1.3.1. Napięcie powierzchniowe. Na granicznej powierzchni cieczy zachodzą procesy powodujące, że powierzchniową warstwa jej cząsteczek ma odmienne właściwości niż pozostała ich masa. Poszczególne cząsteczki są bowiem we wnętrzu jej

Powietrze +para

— Sita    —

wypadkowa rjgwFl_~

--^vcTV-

Sita — -j-wypadkowa

Ryc. 67. Własności błonki powierzchniowej.

Ryc. 66. Siły działające na cząsteczkę cieczy umieszczoną na powierzchni i w głębi fazy ciekłej.

określonej objętości jednakowo przyciągane przez pozostałe, w wyniku czego wypadkowa sił wzajemnego oddziaływania pomiędzy nimi jest równa zeru (ryc. 66). Cząsteczki z warstwy powierzchniowej są natomiast silniej przyciągnie z jednej strony (od dołu), ponieważ w fazie gazowej stężenie ich jest mniejsze. Warstwa ta stanowiąc pewnego rodzaju błonę powierzchniową działa z pewną siłą na pozostałe cząsteczki i wywiera ciśnienie zwane ciśnieniem powierzchniowym, którego

wielkość zależy od rodzaju cieczy. Równocześnie, obok sił prostopadłych do powierzchni cieczy, działają tu siły w kierunku stycznym do powierzchni usiłujące zmniejszyć jej wielkość. Ponieważ każdorazowe zwiększenie powierzchni wymaga

wykonania pracy, jest rzeczą jasną, że przy zmniejszaniu tej powierzchni zostaje

wydzielona energia. Swobodna powierzchnia cieczy posiada więc pewien zapas energii zwanej energią powierzchniową, zmniejszający się wraz ze zmniejsza-

niem tej powierzchni, a zwiększający się wraz z jej wzrostem. Praca potrzebna do zwiększenia powierzchni cieczy o 1 cm² nosi nazwę napięcia powierzchniowego. Oznaczając tę wielkość przez a możemy napisać

(51)

Z definicji tei wynika, że wymiarem napięcia powierzchniowego jest e    ib —

uwzględniająb, że praca jest iloczynem siły przez drogę — dyna/cm.^^*?

Własności błony powierzchniowej można uwidocznić rozpinając cienką błonkę mydlaną na ramce drucianej z ruchomą poprzeczką AB (ryc. 67). Działające na jej powierzchnię siły napięcia powierzchniowego podciągają ruchomą część AB ku górze, tak że dla utrzymania jej w równowadze należy podziałać pewną dodatkową siłą F w kierunku jak na rycinie 67. Wielkość siły F określa wyrażenie

(52)

F = 2- a- 1

w którym a oznacza napięcie powierzchniowe cieczy, 1 — długość ruchomej poprzeczki, a występujący w nim współczynnik liczbowy 2 uwzględnia fakt, że siły napięcia powierzchniowego działają na obydwie strony błonki powierzchniowej.

2.1.3.2. Pomi&r napięcia powierzchniowego. Napięcie powierzchniowe można mierzyć kilkoma sposobami, z których w tym miejscu omówimy trzy.

2.1.3.2.1. Metoda rurki kapilarnej. W rurce o małym promieniu r poziom cieczy podnosi się do góry (w przypadku gdy ciecz całkowicie zwilża jej ściany) aż do

h

Ryc. 68. Pomiar napięcia powierzchniowego metodą wzniesienia kapilarnego.

8*

A

B

5

Ryc. 69.

Stalagmometr.

115