РаботаC14.CОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Цель работы – определить коэффициент поверхностного
натяжения воды при комнатной температуре по капиллярному
подъему.
Общие сведения
Над свободной поверхностью жидкости находится ее пар.
Плотность пара во много раз меньше плотности жидкости. Поэтому
молекула поверхностного слоя окружена меньшим числом молекул,
чем молекула, находящаяся внутри жидкости. Силы, действующие
на молекулу поверхностного слоя со стороны молекул жидкости и
пара, не уравновешиваются, и результирующая сила направлена
внутрь жидкости. Для перевода молекулы жидкости изнутри в
поверхностный слой необходимо совершить работу против этой
силы, за счет чего увеличивается запас потенциальной энергии
молекул поверхностного слоя жидкости. Любая система в состоянии
равновесия имеет минимальную потенциальную энергию. Жидкость
может уменьшить свою потенциальную энергию за счет
уменьшения площади поверхности. Следовательно, существуют
силы, стремящиеся сократить поверхность жидкости. Эти силы и
называют силами поверхностного натяжения. Они направлены по
касательной к поверхности жидкости. Чтобы увеличить поверхность
жидкости, надо совершить работу против сил поверхностного
натяжения:
, (1)
где – коэффициент пропорциональности, называемый
коэффициентом поверхностного натяжения.
Коэффициент является одной из основных величин,
характеризующих свойства жидкости. Если
=E1, то, как
следует из формулы (1), E=EА, т.е. коэффициент поверхностного
натяжения определяется работой, необходимой для увеличения
площади поверхности жидкости на единицу. Коэффициент