Masurarea tensiunii superficiale utilizand metoda “de separare”

Masurarea tensiunii superficiale utilizand metoda “de separare”

Experimentul Masurarea tensiunii superficiale utilizand metoda “de separare” ajuta la intelegerea tensiunii superficiale poate influenta proiectarea si optimizarea proceselor si produselor. In metoda “break-away” pentru masurarea tensiunii superficiale, sunt implicati pasi si concepte importante:

Obiectivele experimentelor:

Crearea unui strat lichid intre marginea inelului de metal si suprafata lichidului.

Masurarea fortei de tractiune asupra inelului metalic chiar inainte ca stratul lichid sa se desprinda.

Determinarea tensiunii superficiale din forta de tractiune masurata.

Principii:

Tensiunea superficiala: Aceasta este rezultatul faptului ca o molecula de pe suprafata unui lichid este supusa fortelor de atractie din moleculele adiacente doar dinspre o parte (vezi Fig. 1). Forta rezultanta actioneaza asupra moleculei si este perpendiculara pe suprafata lichidului.

Energie necesara pentru extinderea suprafetei: Pentru a mari suprafata lichidului si implicit a atrage mai multe molecule la suprafata, este necesara furnizarea de energie. Raportul dintre energia furnizata la o temperatura constanta si schimbarea de suprafata se numeste energie de suprafata sau tensiune superficiala a lichidului.

Procesul experimental:

Prepararea experimentului: Un inel de metal cu o margine ascutita este complet inmuiat in lichidul de test (apa sau etanol) pentru a forma un strat lichid uniform intre marginea inelului si suprafata lichidului.

Masurarea fortei de tractiune: In timp ce inelul este ridicat lent din lichid, se masoara forta necesara pentru a rupe stratul subtire de lichid de pe marginea inelului. Aceasta masurare este cruciala in determinarea tensiunii superficiale.

Calcularea tensiunii superficiale: Pe baza masuratorilor de forta si dimensiuni, tensiunea superficiala a lichidului este determinata folosind datele experimentale obtinute. Raportul dintre forta de tractiune necesara pentru a rupe stratul de lichid si dimensiunile inelului de metal ofera valoarea tensiunii superficiale a lichidului respectiv.

Aceasta metoda ofera o modalitate directa de evaluare a tensiunii superficiale a unui lichid, demonstrand diferentele semnificative intre apa si etanol in ceea ce priveste aceasta proprietate fizica importanta.