Метод вимірювання капілярного підняття рідини

Цей метод вважають найбільш точним, тому що для нього розроблена досить точна теорія, а експериментальні дані легко контролюються.

Метод вимірювання капілярного підняття заснований на визначенні різниці рівнів рідини в капілярі радіуса r і в широкому посудині. Рідина піднімається або опускається по капіляру до тих пір, поки висота меніска не досягне висоти, при якій маса стовпа рідини не зрівняє тиск всередині і зовні капіляра. Процес встановлення граничної висоти підняття меніска рідини в капілярі відбувається досить довго. Так, наприклад, для чистої води h = 0,995 hm досягається за 1,5 хв. Метод вимірювання капілярного підняття рідини є одним з більш точних і простих за апаратурним оформлення і застосовується там, де тривалість формування поверхні розділу фаз не обмежується.

Пристрої, принцип дії яких заснований на методі вимірювання капілярного підняття рідини, складаються з основного елемента – широкої трубки 1 (див. рис. 1.6), верхній і нижній кінець якої повідомляються з каліброваним капіляром 2. Для точного визначення поверхневого натягу необхідно з максимальною точністю виміряти різницю рівнів рідини у вузькому і широкому капілярах, що становить відому труднощі. Тому як один з можливих варіантів може бути використаний метод зрівнювання висоти стовпів рідини в капілярах за допомогою надлишкового тиску на меніск у вузькому капілярі. У даному випадку вимірюється той тиск, який необхідно, щоб рівень рідини в капілярі не перевищував рівня рідини в посудині, з яким капіляр повідомляється

До недоліків усіх варіантів методу капілярного підняття рідини слід віднести залежність виміряного поверхневого натягу від крайового кута змочування рідиною матеріалу капіляра, що дозволяє визначити поверхневий натяг при існуванні поверхні протягом не менше 10 с; відсутність можливості відновлення поверхні в капілярі; високу похибку вимірювання динамічного поверхневого натягу. Крім того, формула Жюрена, заснована на рівнянні Лапласа для циліндричного капіляра, не враховує кількості рідини, що знаходиться в меніску (висотою x). Крайовий кут змочування капіляра рідиною має дорівнювати нулю і в кожному досвіді необхідні досить великі об’єми розчинів. Радіус великого капіляра 1 повинен бути не менше 5 см. Лужність розчину не повинна приводити до розчинення речовини капіляра. Для підвищення точності вимірювань поверхневого натягу слід вводити поправки, використовуючи таблиці Сагдієв.

Посилання на основну публікацію