Determinarea coeficientului de tensiune superficiala prin metoda stalagmometrica

Determinarea coeficientului de tensiune superficiala prin metoda stalagmometrica

I. Teoria lucrarii

Patura periferica a oricarui lichid este alcatuita din molecule care se atrag reciproc. Aceasta atractie produce o apropiere cat mai mare intre molecule, deci are tendinta sa micsoreze cat mai mult suprafata aparenta a lichidului respectiv. Astfel, patura periferica a lichidelor ar fi analoga cu o membrana in extensiune, avand tendinta sa revina la forma initiala de arie mai mica.

Pentru a mentine in extensiune o membrana elastica ideala, trebuie sa aplicam pe o margine a ariei de latime l o forta F.

raportul dintre forta superficiala F si lungimea l asupra careia se executa, defineste tensiunea superficiala:

. (1)

Putem defini coeficientul de tensiune superficiala a unei membrane elastice ca fiind numeric egal cu forta care se exercita asupra unitatii de lungime de pe suprafata ei.

Din relatia (1) se deduce unitatea de masura pentru coeficientul de tensiune superficiala.

Deoarece patura periferica a lichidelor se comporta ca o membrana elastica in tensiune, se admite ca la suprafata aparenta a oricarui lichid exista o tensiune superficiala care tinde sa micsoreze si mai mult aria acestei suprafete. Existenta acestei tensiuni superficiale la lichide se dovedeste si prin forma sferica a picaturilor mici.

In aceasta lucrare se foloseste fenomenul de capilaritate (fenomen care se manifesta la lichidele aflate in spatii inchise) pentru determinarea coeficientul de tensiune superficiala.

Metoda stalagmometrica este o metoda dinamica care se bazeaza pe relatia existenta intre tensiunea superficiala a lichidului si numarul de picaturi ce se scurg dintr-un tub cu orificiul ingustat.

Atunci cand un lichid curge printr-un tub cu orificiul ingust nu se produce o curgere continua, ci una intermitenta, prin picaturi. Fiecare picatura sta suspendata cateva momente la gura tubului datorita fortei F produsa de tensiunea superficiala. Picatura creste mereu pana cand greutatea ei devine egala cu forta F. In acest moment picatura se desprinde de orificiul tubului si cade.

II. DESCRIEREA APARATULUI

Pentru determinari se foloseste un aparat numit stalagmometru.

Stalagmometrul este o pipeta indoita la partea inferioara, avand doua trasaturi care incadreaza un anumit volum V

V

III. MODUL DE LUCRU

Se aspira in stalagmometru lichidul de referinta (apa distilata) pana ce nivelul ei trece de reperul superior.

Se lasa apoi lichidul sa curga si cand nivelul sau atinge reperul superior se incepe numararea picaturilor si se continua numararea pana cand nivelul lichidului atinge reperul inferior.

Se efectueaza experimentul de cate 3 ori pentru apa distilata, apa de zacamant si petrol. Se noteaza cu: - n_a numarul picaturilor de apa distilata

- n_z numarul picaturilor de apa de zacamant

- n_p numarul picaturilor de petrol.

In momentul desprinderii picaturii:

F=G                                                                          (2)

unde r este raza orificiului de curgere, dar V=nv=n v , (V este volumul de apa distilata, de apa de zacamant sau de petrol si este acelasi pentru cele trei lichide de studiat), n si n reprezinta numarul de picaturi iar v si v volumul unei picaturi.

unde v este volumul unei picaturi.

Relatia (2) devine:

.

Pentru apa distilata:

. (3)

Pentru apa de zacamant

. (4)

Pentru petrol

. (5)

Din (4) si (3) rezulta:

. (6)

Din (5) si (3) rezulta:

. (7)

Rezultatele se trec intr-un tabel de forma:

Se calculeaza din relatiile (5) si (6) respectiv .

Se cunosc:

.