Тамшы Әдісімен аныҚтау

ҚАЖЕТТІ ҚҰРАЛ-ЖАБДЫҚТАР: бюреткалар, спирт, су, секундомер, сызғыш.

2.8.1 ҚЫСҚАША ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ

Сұйықтың бетінде орналасқан молекулаларға жанжағындағы және төменгі қабаттағы молекулалар тарапынан әсер етуінен сұйықта беттік керілу күші пайда болады. Бұл беттік керілу күші әсерінен сұйықта беттік қабат пайда болады. Сұйық бетін екіге бөлетін кез келген контур бөлігінде беттік керілу күші сол контурға перпендикуляр және сұйық бетіне жанама бойымен бағытталған. беттік керілу күшінің, сол күш әсер етіп тұрған контурдың бірлік ұзындығына қатынасы беттік керілу коэффициенті деп аталады:

(2.8.1)

Сұйық бетінің белгілі бір бөлігін сол сұйықтан үзіп алу үшін берілген сұйықтың беттік керілу күшін жеңу қажет. Ол күштің әр сұйық үшін белгілі мәні бар. Оның сандық мәні беттік керілу коэффициентін сұйық бетінің үзілу контурының ұзындығына көбейткенге тең:

Беттік керілу коэффициентін тәжірибе жүзінде былай анықтауға болады: тік орналасқан капиллярдан ақырындап сұйық ағып шығады делік, сонда ағып шығатын тамшының көлемі белгілі бір мөлшерге дейін өсіп, содан кейін үзіледі. Осы үзілу кезінде беттік керілу күші және сол тамшыға әсер ететін ауырлық күші сан жағынан бір-біріне тең болады. Үзілер алдында тамшының жоғарғы жағында жіңішкерген мойынша пайда болады. Яғни, үзілер кезіндегі беттік керілу күші – беттік керілу коэффициенті мен осы мойыншаның контуры ұзындығының көбейтіндісіне тең (2.8.1-сурет).

2.8.1-сурет.

(2.8.2)

мұндағы - беттік керілу күші, ал - ауырлық күші.

Бұл теңдеудегі ауырлық күшін тамшының салмағын өлшеу арқылы табуға болады делік, бірақ, мойыншаның радиусын есептеу өте қиынға түседі. Ол капиллярдың радиусына да тең емес (суреттен немесе көзбен де байқасаңыз мойыншаның радиусы капилляр радиусынан кем болады). Бұл қиындықты екі сұйықтың беттік керілу коэффициенттерін салыстыру арқылы айналып өтуге болады.

Салыстырылатын екі сұйықтың біреуінің беттік керілу коэффициенті белгілі болуы керек, мысалы су – беттік керілу коэффициенті (20⁰ С температурада). Енді осы екі сұйық үшін (2.8.2) өрнекті қайта жазайық:

су үшін

зерттелетін сұйық үшін

Енді осы екі теңдеуді бір-біріне бөліп, мынаны аламыз:

(2.8.3)

(бұл жерде әртүрлі сұйық үшін үзілерде пайда болған мойыншалардың радиустарын бірдей деп есептедік. Шынында олар бірдей емес. Бірақ айырмашылықтары елеусіз өте аз).

Тамшылардың массаларын аналитикалық таразының көмегімен өлшеп табуға болады. Бірақ тамшы массасы өте аз шама болғандықтан өлшеулер дәлдігі де төмен болады. Сондықтан, бір тамшының массасын бірнеше тамшы массасын өлшеп алып, сол тамшылар санына бөліп анықтауға болады. Мысалы, белгілі бір сұйықтың 100 тамшысының массасы 2,5 граммға тең болса, сәйкесінше бір тамшысының массасы граммға тең. Екі сұйықтың бірдей көлемде және тамшылары бар болсын, сонда:

немесе массаны тығыздық және көлем арқылы өрнектесек:

(2.8.4)

Енді (2.8.4) өрнекті (2.8.3) өрнекке қойып, алынған өрнекті ықшамдасақ мынадай өрнек аламыз:

(2.8.5)

(2.8.5) өрнекте көрініп тұрғандай сұйықтың беттік керілу коэффициентін анықтау үшін зерттелетін сұйықтың тығыздығын және эталон ретінде алынатын сұйықтың тығыздығы мен беттік керілу коэффициентін білу жеткілікті.

2.8.2 ЖҰМЫСТЫҢ ОРЫНДАЛУ ТӘРТІБІ

Тігінен орналасқан бюреткалардың біріне эталон сұйық ретінде су, екіншісіне зерттелетін сұйық құйыңыздар. Бюретканың кранын сұйық тамшылап ағатындай аздап ашыңыз. Сұйықтың бірқалыпты тамшылап ағуы қалыптасқан кезде оның бастапқы деңгейін белгілеп алыңыз. Сұйықтың белгілі көлемі ағып кеткенше оның тамшылар санын санаңыз. Осыларды эталон сұйық үшін және зерттелетін сұйық үшін бірнеше рет қайталаңыз. (2.8.5) өрнек бойынша зерттелетін сұйықтың беттік керілу коэффициентін анықтаңыз. Өлшеулер қателігін есептеңіз.

Тәжірибені басқа да сұйықтар үшін қайталаңыз. Өлшеулер нәтижесін кестеге енгізіңіз.

Зерттелетін сұйық	Тамшы саны	Тығыздық	Беттік керілу коэффициенті	Таблицалық мәннен ауытқуы
Тәжірибелік мәні	Таблицалық мәні

2.8.3 БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ

1. Сұйықтардағы беттік керілу неден пайда болады?

2. Беттік керілу коэффициенті деген не? Ол неге байланысты?

3. Лаплас өрнегін жазыңыз және оны түсіндіріңіз.

4. Капиллярлық құбылыстар жайлы не айта аласыз?

5. Қысымдарды компенсациялау әдісі туралы не білесіз?

6. Қандай қысымдар бір-бірін компенсациялайды?