4.5 Порядок выполнения работы

1. Налейте в аспиратор воду до уровня бокового отростка.

2. Закройте кран К.

3. Откройте кран аспиратора так, чтобы изменение давления происходило медленно и можно было легко отсчитывать уровни жидкости в коленах манометра в момент отрыва пузырьков в сосуде В.

4. В момент отрыва пузырька произведите отсчет Н₁ по левому колену манометра и Н₂ по правому колену. Измерения произведите не менее трех раз и вычислите средние значения <H₁> и <H₂>.

5. Вычислите ΔP₀=|<H₁>-<H₂>|.

6. Определите по таблице значение σ₀ для дистиллированной воды при комнатной температуре. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 4.1.

7. Опустите сосуд В в сосуд с подогретой водой и произведите аналогичные измерения при различных температурах. Вычислите поверхностное натяжение по формуле (4.12). Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 4.2.

8. Постройте график зависимости поверхностного натяжения от температуры.

Таблица 4.1

Н11, мм	Н12, мм	Н13, мм	<H1>, мм	Н21, мм	Н22, мм	Н23, мм	<H2>, мм	ΔP0, мм

Таблица 4.2

t0,C	Н11, мм	Н12, мм	Н13, мм	<H1>, мм	Н21, мм	Н22, мм	Н23, мм	<H2>, мм	ΔP, мм	σ, Н/м

4.6 Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление поверхностного натяжения?

2. Что такое сила поверхностного натяжения и как она направлена?

3. Что такое поверхностно-активные вещества?

4. В чем заключается измерение поверхностного натяжения методом максимального давления в пузырьке?

5. Как зависит поверхностное натяжение от температуры?

6. Какое значение имеет изучение поверхностного натяжения для медицины?

4.7 Техника безопасности

Следует соблюдать осторожность при работе со стеклом.

5 Лабораторная работа. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом отрыва капель

Цель работы: определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель.

Перед выполнением лабораторной работы следует ознакомиться с содержанием параграфов 4.1 и 4.2 настоящего пособия.

5.1 Описание метода

Для определения поверхностного натяжения в медицинской практике пользуются методом отрыва капель. При медленном истечении жидкости из отверстия или вертикальной трубки образуется капля (рис.10). Отрыв происходит по шейке капли или перетяжке, радиус которой меньше радиуса отверстия. Предполагается, что в момент отрыва сила поверхностного натяжения F=2πRσ равна силе тяжести P=ρgV капли (R – радиус шейки капли, ρ – плотность жидкости, V – объем капли ), т.е. 2πRσ=ρgV, откуда :

σ=ρgV/2πR. (5.1) Рисунок 5.1

Измерить радиус шейки капли практически нельзя (это можно сделать только при фотографировании капли в момент отрыва), поэтому, используя метод отрыва капли, прибегают к сравнительному способу.

Если известно поверхностное натяжение σ_о стандартной жидкости, например, воды, то можно записать:

σ_о =ρ_оgV_о/2πR. (5.2)

Взяв одинаковые объемы воды и исследуемой жидкости V₁ и подсчитав количество капель в этих объемах, можно вычислить объем одной капли:

V_о =V₁ /n_о (воды), V=V₁ /n (исследуемой жидкости).

Подставив эти выражения в формулы (5.1) и (5.2) соответственно, получим:

σ=ρgV/2πRn и σ_о =ρ_оgV_о/2πRn_о.

Тогда σ/σ_о =ρn_о /ρ_о n или

σ = σ_о ρn_о/ρ_о n. (5.3)