Коефіцієнт поверхневого натягу

Коефіцієнт поверхневого натягу рідини - це величина, яка досить точно характеризує здатність рідини до скорочення і яка вимірюється силою поверхневого натягу, що надає вплив на одиницю довжини лінії, розташованої на поверхні рідини. У тому випадку, якщо розмір довжини кордону поверхні рідини буде позначений як l, а сила поверхневого натягу плівки, яка діє на даній кордоні, - F, таким чином, значення коефіцієнта поверхневого натягу складе:

sigma- = F / l

Найменування коефіцієнта поверхневого натягу виражається в Н / м. Чим вищою буде температура, тим меншим буде значення sigma- для чистих рідин.

Наслідком асиметричності сил молекулярної взаємодії перехідного шару з молекулами, які їх оточують, є уявлення про існування нормальних і тангенціальних сил по відношенню до поверхні розділу фаз. Ці сили роблять значний вплив на молекули перехідного шару. Саме вони є силами молекулярного тиску і поверхневого натягу між фазами.

Залежність коефіцієнта sigma- від наявності різних домішок

Коефіцієнт поверхневого натягу безпосередньо пов`язаний з силами молекулярної взаємодії і може приймати найрізноманітніші значення для різних рідин. У рідин, які дуже добре випаровуються (спирт, бензин, ефір), показник поверхневого натягу не такий великий, як у рідин, які не є летючими. Спочатку одягаємо сітку на ареометр, після чого опускаємо в його в воду. Завдяки щільній сітці, ареометр буде утримуватися на певній глибині. Далі слід крапнути трохи ефіру на сітку, після чого ареометр негайно підніметься з води.

Коефіцієнт поверхневого натягу води пов`язаний з тим, скільки домішок знаходиться у воді. На поверхню води кладеться маленька трісочка від сірника. Після цього у воду спускається шматок мила. Через певний період часу можна буде спостерігати рух трісочки до краю судини від мила. У результаті цього можна зробити висновок: коефіцієнт поверхневого натягу може бути зменшений за допомогою мила. Якщо додати речовини, що відрізняються біологічною активністю (пасту, мило, пральні порошки), то поверхневий натяг буде знижено. Тоді, якщо потрібно отримати бульбашки, навіщо ж люди додають мило?

Багато хто з нас вважають, що завдяки милу показник sigma- збільшується. В дійсності, воно якраз зменшує показник поверхневого натягу приблизно до однієї третини до значення sigma- чистої води. Слід зазначити, що при розтягуванні мильною плівки відбувається зменшення концентрації молекул мила на поверхні, при цьому поверхневий натяг збільшується. Отже, під впливом мила посилюються слабкі ділянки міхура і не розтягуються далі. Крім того, завдяки милу вода не випаровується, а значить, термін "життя" бульбашки збільшується.

Тепер давайте поставимо такий досвід: помістимо цукровий льодяник у воду. Це призведе до того, що трісочка буде рухатися до льодянику. Висновок однозначний: під впливом цукру показник поверхневого натягу збільшується.

Як визначити коефіцієнт sigma- допомогою капілярів?

Для здійснення цього найпростішого у своєму роді досвіду потрібно мати кілька посудин із водою і капіляри.

Капіляр потрібно опустити в посудину з водою, а потім виміряти висоту підйому рідини. Далі інший капіляр поміщається в мильну воду, після чого вимірюється висота підйому рідини. Коефіцієнт sigma- може бути знайдений з відповідної формули:

sigma- = rho-gdh / 4

Далі слід порівняти коефіцієнти поверхневого натягу різних видів рідин.