Сурет 2.2.
А1 капиллярына дистилляцияланған сұйықтың белгілі бір мөлшерін құяды және Б кранын жабады. Бұл А капиллярына зерттелетін сұйықты құюға мүмкіндік береді, сондай-ақ судың деңгейі өзгермейді. Егер Б кранын ашып, вискозиметрде разрядталуды жасасақ, онда сұйықтардың бірдей уақыт аралығындағы жылжуы олардың тұтқырлықтарына кері пропорционалды болады
немесе
(2.6)
мұнда η – зерттелетін сұйықтың тұтқырлығы; η0 – судың тұтқырлығы.
Егер судың тұтқырлығын бірге тең деп алсақ, ал сұйық өткен жолды вискозиметрдің бір бөліміне тең болса, онда (2.6) формуласының негізінде сұйықтың тұтқырлығы осы су өткен l0 жолына тең болады.
Жұмысты орындау тәртібі
1 Сұйықтың кинематикалық тұтқырлығын анықтау:
а) вискозиметрге судың белгілі бір мөлшерін құйыңыз;
б) судың капилляр арқылы τ0 өту уақытын анықтаңыз.
Өлшеулерді
үш рет қайталаңыз және
0
есептеңіз;
в) құрылғының тұрақты А есептеңіз [(2.4) формуласы];
г) әр түрлі концентрациялы С зерттелетін сұйықтардың ағу τ уақытының өлшеуін жүргізіңіз және (әрбіреуі үшін үш өлшемнен) әрбір концентрация үшін τ табыңыз;
д) зерттелетін сұйықтардың v кинематикалық тұтқырлығыны есептеңіз
4 СҰЙЫҚТАРДЫҢ БЕТТІК КЕРНЕУЛІГІН АНЫҚТАУ
Сұйықтың ішінде орналасқан молекула оны қоршаған молекулалармен әрекеттеседі. Әрекеттесулер симметриялық болғандықтан, тең әсер ететін де нөлге тең болады. Беттің жанында орналасқан молекула үшін симметрия бұзылады және басқа молекулалардың әсерімен компенсацияланбаған және сұйықтың ішіне бағытталған күш пайда болады. Сондықтан молекулалардың сұйықтың тереңінен беттік қабатқа орналасуы үшін жұмыс атқару қажет.
Сыртқы күштер болмаған кезде сұйықтың молекулалары потенциалды энергияның минимумына сәйкес келетін орынды алуға тырысады, сондықтан сұйық бос жағдайда ауданның минималды ауданына ие болғысы келеді және шар формасына келеді. Беттік қабат тығызданады, бетке жанама бойынша бағытталған серпімді күштер (беттік керіліс күштері) әрекет етеді. Егер шартты түрде сұйық бетінде ұзындығы l кескінді таңдасақ (сурет 4.1), онда беттік керіліс күштері F кескінге перпендикуляр бағдарлармен суреттеуге болады.
Сурет 4.1
Беттік керіліс тең
Беттік
қабаттың молекулалары сұйықтың ішінде
орналасқан молекулалармен салыстырғанда
үлкен потенциалды энергияға ие
болғандықтан, онда сұйықтың бетінің
ауданын ұлғайту үшін беттік керіліс
күштеріне қарсы жұмыс жасау керек.
Онда
Беттік керілісті анықтау үшін тамшылардың үзілу алу әдісін пайдаланады. Тесік немесе тік түтікшеден сұйықтың баяу ағуы кезінде тамшы пайда болады. Радиусы тесік радиусынан аз тамшы мойыны немесе перетяжка бойынша жұлынып алу өтеді. Болжанып отырғандай, жұлынып алу кезінде беттік керілістің күші
тамшының ауырлық күшіне тең
мұнда R – тамшы мойынының радиусы; ρ – сұйықтың тығыздығы; V – тамшы көлемі.
Яғни
,
осыдан
(4.1)
Тамшының мойынының радиусын тәжірибе жүзінде өлшеу мүмкін емес (оны жұлып алу кезінде тамшыны фотоға түсіру кезінде ғана жасауға болады), сондықтан, тамшыны жұлып алу әдісін пайдалана отырып, салыстырмалы әдіске жүгінеді.
Егер стандартты сұйықтың беттік керілісі белгілі болса σ0, мысалы судың, онда [(4.1) формуласы] келесідей жазуға болады
(4.2)
Су мен зерттелетін сұйықтың бірдей көлемдерін алып V1, бір тамшының көлемін есептеуге болады
(су),
(зерттелетін
сұйық).
Бұл көріністерді сәйкесінше (4.1) және (4.2) қоя отырып, аламыз
(4.3)
(4.4)
Беттік керілісті анықтау үшін сонымен қатар ауа көпіршігінде максималды қысым әдісін пайдаланады. Беттік керіліс күштерінің әсерімен сұйықтың беттік қабаты қисаяды, бұл сұйыққа қосымша қысымның пайда болуына әкеледі. Бұл шамадан тыс қысым қисайған беттің ойыстық жағына бағытталған. Сфералық бет жағдайында шамадан тыс қысым тең
(4.5)
мұнда r – беттің қисықтығының радиусы.
Егер сұйығы бар тығызы жабылған сауытқа қақпақша арқылы ұшы сұйыққа жанасатын, ал үстіңгі ұшы ашық капиллярға енгізсе, онда қысым азайған кезде сауытта сұйыққа капилляр арқылы атмосфералық қысым әсерімен рат ауаның көпіршігі сығылады. Көбікшенің үзілу алуы уақытында сауытта қысым және шамадан тыс қысымға тең атмосфералық қысым
или
(4.6)
(4.5)
көрінісін пайдалана отырып,
аламыз
(4.7)