Молекулалық физика бойынша есептер шығаруда қолданылатын әдебиеттер:

4. Волькенштейн В. С. Жалпы физика курсының есептер жинаты. Алматы: Мектеп, 2003.

5. Ысқақов Б.М. Физикадан есеп шығару мысалдары. А.: Мектеп, 1987 ж.

6. Өрікбаева Г.Ә. Физика есептерінің жинағы. Механика. Молекулалық физика. Бейсызық физика: Оқу құралы, әл-Фараби атындағы ҚазҰУ. – Алматы: Қаз. Университеті, 2004.

§11. Сұйықтың беттік керілу коэффициентін анықтау.

Жұмыстың мақсаты: Сұйықтың беттік керілу құбылысы мен беттік керілу коэффициентін анықтаудың әдістерінің бірімен танысу.

Теориялық кіріспе.

Сұйық пен газдың шекаралық қабатында беттік керілу күші әсер етеді. Бұл күштің сандық сипаттамасы беттік керілу коэффициенті болып табылады. Беттік керілу коэффициенті деп сұйық бетімен шектелген бірлік контур ұзындығына әсер ететін беттік керілу күшін айтады:

α коэффициенті байланысқан зат беттерінің химиялық құрамына және температураға тәуелді болады.

Қылтүтіктен аққан тамшы саны арқылы α-ны анықтау әдісін қарастыралық. Қылтүтік ұшынан сұйық бояу аққан кезде тамшы пайда болады. Тамшының пайда болуы, өсуі және үзілуі 1-суретте көрсетілген. Тамшының көлемі белгілі шамаға жеткен кезде жоғары жағы мойын тәрізді буындалып жіңішкереді.

Тамшы көлемінің ұлғаюына байланысты мойын жіңішкере түседі де, тамшы салмағы артады.

Тамшы үзілгенге дейін оны беттік керілу күші ұстап тұрады. Бұл күш келесі формуламен өрнектеледі:

мұндағы α – беттік керілу коэффициенті, d – тамшы мойнының диаметрі, πd – тамшы мойнының периметрі.

Тамшының салмағы беттік керілу күшіне теңескен кезде, тамшы үзіледі, яғни

(1)

мұндағы ρ – сұйық тығыздығы, g- еркін түсу үдеуі, V_т – тамшы көлемі.

Эталондық сұйықтың қандай да бір V көлемі аққан кезде N_эт тамшы пайда болады делік, онда зерттелетін сұйықтың осындай V көлемі аққан кезде N тамшы пайда болады. Сонда (1) өрнегінен келесі теңдеуді жазуға болады:

(2)

бұдан

(3)

(4)

екенін ескеріп, (2) және (3) теңдеулерді қарапайым түрлендіруден кейін келесі өрнекті аламыз:

(5)

Бұл өрнектен беттік керілу коэффициентін анықтау үшін белгілі көлемдегі зерттелетін және эталондық сұйықтың N және N_эт тамшы санын, сұйықтардың тығыздығы мен тәжірибе температурасы кезіндегі эталондық сұйықтың беттік керілу коэффициентінің мәнін білу керек.

Эксперименттік қондырғы.

Тамшы әдісі бойынша сұйықтың беттік керілу коэффициентін өлшеуге арналған лабораториялық қондырғы диаметрі бірдей жіңішке шыны қылтүтіктермен аяқталатын тік қойылған екі түтікшеден тұрады. Бір түтікшеге эталондық сұйық, мысалы, дестилденген су, ал екіншісіне зерттелетін сұйық, мысалы, спирт құйылады. Сұйықтардың көлемдері бірдей болу керек. Түтікшелерден ағатын сұйықты оларда орнатылған крандар арқылы реттеуге болады.