Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости

р соэ сгг. СкихСГ.ц 1)ИСТИЧЕ:КИ есп" елик Г НЬ 1 Л КОМЛТЕТ ТР. ИЯМ И ОТКРЬТИЯМ сез ОСУДАРС 0 ИЭОБР РИ КНТГ: ;":Яе 1 К .Ь Л К АВТОРСКОМ по л"КЕ обрете нои техникеопределенио натяженимости,Известен с ностного натяж ния обьема используется величина коэ яже ле емому яв рхностного ого давлеродувании жидкость сэа и изме- роисходит жид предтреб ления поют относиИЕ 113 ОБРСВИДЕТЕЛЯ э:Тй У(71) Ковровский филиал Владимирскогоитехнического института(56) Авторское свидетельство СССРМ 623138, кл. 6 01 М 13/02, 1976,Лабораторные работы и задачи полоидной химии / Под ред. Ю, Г. ФролгА, С. Гродского, - Ч., Химия, ";9 Р 6, с. 12(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КО 13 ФЦИЕНТА ПОВЕРХНОСГНОГО АТЯНИЯ ЖИДКОСТИ ние относится к иэмерительможет Оьть использовано для коэффициента поверхностно- жидкости в условиях невесопособ определения поверх- ения, где с целью уменьшеисследуемой жидкости етод капилляра, а искомая ициента повеохностного наляется по известной формуНаиболее близким к предлагляется способ определения повенатяжения мстодом максимальнния в пузырьке, основанный на игаза (воздуха) через капилляр вОбразованием в ней пузырька гарении давления. при котором иотрыв пузырька газа, выдуваемокость, от среза капилляра.Указанные способы о еверхностного натяжения у 151 Исгольэов: - ,ие: Обэсть:.1 эк;ео ил, : техники, С гц ест.; зо 1 ротения: э ,:;о Ка жИдКОСтИ ИЗВЕС-НОй МЗССЫ (но Л .Е,.- 1-.2 мг), помещено в капилляр, вьдуоаю 1 с ПОМОЦЬО ШПРИЦа Г 1 УЭЫРЬ, ЗдтЕМ Ео ПРОКа лываат иглой и определяют время разрубения, например, по кинограмме с -омов; но СКОРОСтНОй КИНОКаМЕРЫ, а КОЭффлЦИЕНТ ПО- веохностного натяжения вычисляют по формуле: о ==;лп/16 г., о - коэффициент поверхностного натяжения гкид бисти, Н/м; (г - масса жидкости, из;:.; о;ч образу;от пузырь, кг; т врея ра;-руц 1 е я гуэьря, с, 1 ил,тельно большого количества (десятки грамм) исследуемой жидкости и е могут применяться при измерениях в услов 11 ях невесомости,Целью настоягцего изобретен . я яетсл расширение области пспольэоваия .посаба и зкономия исследуемой ж:.дкэст.Способ эаклочается в то" .,.: ; помогцью капилляра иэ небольгцого;:с: чества (порядка 1 2 мгисс 1 едуемсй ",":,л сот 1 выдувают пузырь, который загем прокалывают и определяют время с.,лопьван;1: (раэрувения) пузыря, которое можс;:ы измерено, например, с по. Оьь.:-ю ско,.;. - стной киносьемки по кино-ра" э, М.Су жидкости можно Определить, зная п,тность и длину столов исслед е,ой кидкости в капилляре и его диа:етр или -.епэсрелс венным вэвеиваисм перед кажьм иэ 1 ". рением. Коэффц,:ент позер .,-есто 1 о натяжения ж;"д;Ости оопреде. - ,Пот по фор.муле(1) где т - масса жидкости, из которо образуется пузырь;т- время схлопывания пузыря.При искусственном нарушении поверхности пузыря жидкости радиусом В в месте контакта формируется отверстие, которое закругляется по краям пленки, образуя утолщение, Возникающая при этом лапла 10 сова сила (давление) будет увеличивать образовавшееся отверстие, Из условия сохранения массы радиус. пузыря В, толщина его стенки Ь и масса жидкости, из которой выдувают пузырь (п 1), связаны соотношением;гл= 4,тг Вр 11 (2) Ч =( - )/г,401 из которой следует, что У=сопэ 1 Время разрушения пузыря Т:. ЛЯф/2 Иэ выражений (2) и (4) следуетформула На пузырь, выдутый из капли жидкости, действуют, в общем случае, гравитационная сила, сила поверхностного натяжения и силы давления газа снаружи и изнутри поверхности пузыря. Под действием гравитационной силы пузырь деформирует. ся и принимает форму, отличную от сферической, и его стенка неравномерна по толщине, Однако, для пузырей с радиусом В1 см деформациями их формы поверхгде Р - плотность исследуемой жидкОсти.При образовании отверстия высвобождается поверхностная энергия Яп, переходящая в кинетическую энергиюдвижущегося утолщения О/, на краях отверстия. Считая, что стенка пузыря постояннапо толщине (Ь=сопзт), что особенно хорошовыполняется в условиях невесомости, а также при небольшом радиусе В пузыря, можно определить связь массы образующегосяутолщения пз с радиусом В 1 отверстияпз 1=Р ЬЯ 1,где Я - площадь исчезнувшей поверхностишарового сегмента,Из равенства кинетической энергиидвижущегося утолщения Як=в Ю 12 и поверхностной энергии Оп=2 о 51, где Ч - ско 35рость движения края. отверстия; О -коэффициент поверхностного натяженияжидкости, можно с учетом (3) получить формулу для скорости движения края отверстия;40 ности и толщины стенки в условиях действия силы тяжести можно пренебречь,На чертеже показана схема реэлиза.Ии предлагаемого способа,Небольшое количество исследуемой жидкости 1 известной массы гп набираю в капилляр 2 и с помощью шприца 3 выдувают пузырь 4, Иглой 5 прокалывают пузырь 4 и процесс схлопывания пузыря снимают скоростной кинокамерой 6, в резульгате чего после обработки кинограммы определяют время г разрушения пузыря 4. Зная массу пузыря и время его схлопывания, по формуле (1) определяют коэффициент поверхностного натяжения о .П р и м е р. Для водяного пузыря радиусом В=О,5 см, имеющего массу гл=-1,4 мг время его разрушения составляло т,1,95 10 с. Измерения проводились при нормальных условиях кинокамерой типа СКС, применяемой для регистрации бьстропротекающих процессов,Величина коэффициента поверхностного натяжения, рассчитанная по формуле (1), о=72,2 дин/см, что совпадает в пределах погрешности измерений с табличными значениями от=73 дин/см,Предлагаемый способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости обладает следующими преимуществамии,Для проведсния серии например, иэ 100 измерений, количество жидкости, необходимое для исследований, не поевышэет 1 г, т.к. для осугдествления одного измерения требуется всего лишь 1-2 мг жидкости,Предлагаемый способ имеет преимущество в зкономии исследуемой жидкасги в 100 раз, э также позволяет проводить измерения говерхнсстного натяжения мальх ее количеств (всего 1 - 2 г),Расширяет область е о использования, ибо позволяет проводи; излерения указанного коэффициента в услоьиях невесомости или слабых гравитационных полей, т,к, в этом случае на пузырь действуют лишь силы поверхностного на я:кения.Формула изобра; енияСпособ определения коэф. ив цента поверхчостного натяжения хидкости, эаключаюгцийся в и родувании газа через капилляр и формировании газовсч о пузыря нэ срезе капилляра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Области использования способа и экономии исследуемой жидкости, в капилляр предварительно помещают каплю жидкости, из котооой вь,1758515 оставитель С.Зуев ехред М,Моргентал Редактор Л.Пчолинска Корректор С. Патрушева Заказ 2994 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписное венного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 при ГК;Т ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород. ул.Гагарина. дувают газовый пузырь на срезе капилляра, газовый пузырь искусственно разрушают, определяют время его схлопывания, а коэффициент поверхностного натяжения гт жидкости вычисляют по форму- ле р тп16 т 2где п - масса жидкости, из которой образуется пузырь. кг;г - время схлопывания пузыря, с,