kapilláris jelenségek
Phenomenon megváltoztatja a folyadék szintje magasság a kapillárisok képest a folyadék szintje egy edényben úgynevezett széles kapilláris jelenségek (5. ábra). Ha a folyadék nedvesíti a kapilláris falán, van kialakítva egy homorú meniszkusz r sugarú. molekuláris nyomást, amellyel a # 916, p kevesebb, mint egy sík felület széles tartályt kommunikáció a kapilláris, miáltal a folyadék a kapilláris toljuk addig, amíg a nyomást, amíg a tömeg a képződött folyadékoszlop magassága h nem kompenzálja az extra nyomást, a molekuláris # 916; p:
ahol # 961; - folyadék sűrűsége, g - szabadesés gyorsulása.
Ha a folyadék nem nedvesíti a kapilláris a konvex meniszkusz képződik, a molekuláris nyomás alatt, amely elmozdítja a folyadék alatt a kezdeti szint mélységben h, amely kielégíti azt az állapotot (5).
Így egy kapilláris folyadék emelkedik (vagy csökken) a h magassága. amelyben a hidrosztatikus folyadékoszlop nyomását egyenlegek molekuláris túlnyomás miatt a meniszkusz görbülete:
Ha a görbületi sugara a meniszkusz R., helyettesítésével (5.3A) (5,6), kapjuk:
Itt figyelembe venni a kapcsolatot kapilláris sugár és r sugara meniszkusz görbületi R = r / cos # 952;, ahol a # 952; - érintkezési szög.
Tól (5.7) azt látjuk, hogy a vékonyabb kapilláris (r) és a jobb nedvesedés (kevesebb # 952; és ennek megfelelően bolshecos # 952; ), Minél nagyobb a kapilláris folyadék emelkedik. Az az ideális nedvesítő (# 952 = 0, cos # 952; = 1, R = R) maximális emelési összege:
Nedvesítő folyadék behatol is a finom pórusokat, a test és az ott tartott. Ezen jelenség, porózus anyag lehet jelentős mértékben megőrzi a folyadék-gőz a levegőből is, ami nedvesítő, a ruhaneműt a nyers gyapjú forgalomba-s gátolja, szárítás higroszkópos szervek.
Kapilláris jelenségek meglehetősen gyakori, ezek különösen amiatt, hogy a nő a víz a talajban, a gyökérzet a növények, a mozgás biológiai folyadékok rendszeren keresztül a kis hajók és tubulus sok más jelenség.
Nem nedvesítő folyadék „kiszorulnak” a kapilláris, és nem mélyen behatolnak a kapillárisokat és a pórusokat a szilárd test.
Meghatározása a felületi feszültség együttható Rebinder módszer (eljárás annak meghatározására, a maximális buborék nyomás).
Vizsgálati folyadék belehelyezi a csőbe 1 (lásd. 6. ábra), amelyet azután függőlegesen leengedjük kapilláris cső 2 áthaladó cső, a cső szorosan záródó. A keskeny vége a kapilláris cső tekintetében mintafolyadékot meniszkusz (vagy süllyesztett bele nem több, mint 0,5 mm), és a másik kommunikál a légkörbe.
3. Egy üvegedényben egy csap 4 víz. Az edényt szorosan zárva illeszkedő dugó, a nyomás a víz felett p1 ugyanaz, mint fent a felszínen a minta folyadék és a bal váll U alakú manométer 5.
A nyílt csap 4 a hajó 3 víz elkezd folyni. Víz térfogata a tartályban 3 csökken, és így a levegő térfogata a víz fölött a tartályban megnő. A levegő hőmérséklet állandó marad, a levegő tömegét szintén nem változik, amit az következik, hogy a törvény a Boyle és Mariotte: az azonos tömegű gáz állandó hőmérsékleten, a nyomás a termék a térfogatot állandó, azaz a pV = const vagy p2 p1 V1 = V2. Növelésével a levegő térfogata a víz fölött az edénybe 3, a p1 nyomás csökken, és ezért csökken, és a fenti a vizsgálati folyadékkal, és a bal oldali oszlopban manométer.
Egy meghatározott nyomáson p1 a felület felett a minta folyadék a végén a kapilláris cső 2 hatására a légköri nyomás különbség RATM és a p1 nyomás szorult a folyékony légbuborék. Ez a nyomáskülönbség # 916; p = RATM - p1 mérjük egy nyomásmérő és a # 961; gh. ahol # 961; - a folyadék sűrűsége kitöltve a nyomásmérő, h - a különbség a folyadék szintje a bal és jobb oldali oszlopában U alakú csöves manométer.
A nyomás miatt a felületi feszültség és hajló „shlopnut” buborék Laplace által meghatározott általános képletű (3).
Abban a pillanatban, a leválás a buborék és a nyomás egyenlő a referencia-folyadék, a felületi feszültség # 963; 0 ismert, tudjuk írni:
Egy hasonló képletet lehet írni a vizsgálati folyadék:
Itt H0 és h1 - a maximális különbség a folyadék szintje a bal és a jobb térd U alakú nyomásmérő pillanatában szétválasztása a buborék a csőben a referencia és a vizsgálati folyadék, ill.
Felosztása egyenlet (9) a (8), kapjuk :. Ezért kapunk egy általános képletű meghatározására felületi feszültség vizsgálati folyadék:
Az, hogy a teljesítmény:
1. Öntsünk annyi (körülbelül 2/3 térfogat) víz mellett egy edénybe zárt érintse meg a 3. és 4. szorosan lezárt edényben.
2. Öntsük egy 1 cső egyik közeget (a referencia vagy teszt) úgy, hogy a cső csökken a kapilláris csőben 2 áthaladó lezárt csőben, annak keskeny végén már csökkentették a felszín alatt (meniszkusz) a minta folyadék nem több, mint 0,5 1,0 mm.
3. Nyissa ki a szelepet tartály 4 3, úgy, hogy a vízcseppek folyt lassan vagy nagyon vékony sugárban. A különbség a folyadék szintje a bal és a jobb térd U alakú manométer cső növeli, amely bemutatja a nyomáskülönbség, amely hajlamos arra, hogy kiolvad a légbuborék kapilláris.
4. Abban a pillanatban, a leválás a buborék szintkülönbség H a folyadék a bal és jobb oldali oszlopában U alakú csöves manométer maximális. Úgy kell jegyezni, és írt az asztalra. 1 a megfelelő folyadék.
5. Ismételje meg a h meghatározása az egyes vizsgálati folyadékot át háromszor a mérés és adatgyűjtés a táblázatban. Ügyeljünk arra, hogy a víz a hajó 3 elég (legalább 1/3 kötet), és add meg, ahogyan folyik, nem megfeledkezve majd zárja szorosan lezárt edényben (egyébként a buborékok nem osztják).
Tablitsa.1. A mérési eredményeket.
6. Keresse meg az átlagos hsred szintkülönbség az egyes folyadékok.
7. Számítsuk együtthatóinak felületi feszültség a folyadék rózsa és kék (rendre # 963; rózsák # 963; a cél) a képlet (10), és azokat az asztalra.
8. Hasonlítsa össze a kapott értékeket # 963; rózsák # 963; befejezni, hogy a víz felületi feszültségét és az alkohol (# 963;-alkohol = 22 mN / m = 22 · 10 -3 N / m-20 ° C-on), és következtetést levonni, hogy melyik alkoholos oldatok (rózsaszín vagy kék) További vízzel hígítjuk.
9. Számítsuk ki a véletlen hiba közvetett mérés mind a színesfém-megoldások segítségével a megszerzett tudás a „Theory of hibák” című részt.
1. Mi okozta az esemény a potenciális energia a folyadék felszínén réteget? Mi határozza meg ezt az energiát?
2. Mi a fizikai értelmében a felületi feszültség, ahonnan ez attól függ, mi a mérete?
3. Mi a célja és milyen a felületi feszültséget? Hogyan nyilvánvaló ezeket az erőket, és hogyan lehet mérni?
4. Mi okozta a molekuláris felületi réteg a nyomást a folyadék?
5. Mi a további nyomást folyadékot az ívelt felület? Hogyan számítsuk ki?
6. Mi okozta a jelenséget nedvesítő és nedvesítő? Mi az érintkezési szög, amely meghatározza az értékét?
7. Mi okozta a kapilláris jelenségek és hogyan nyilvánul meg? Hogyan számoljuk ki a magassága emelő (süllyesztés) a folyadék a kapilláris csövekben?
8. Mi a lényege a gáz embólia és mik a feltételei annak eredetét?
9. Mi a szerepe a felületi feszültséget az alveoláris felületaktív a tüdőben a légzés során?
10. A módszer leírása Rebinder fogadására és számítási képleteket meghatározására felületi feszültsége ezt a módszert.
Ön 11.Oharakterizuyte más ismert módszerek meghatározására a folyadékok felületi feszültségét.
1. inkrementális Laplace-féle nyomás miatt a víz felületi feszültségét a 20 0 C-on 96,9 kPa. Keresse az átmérője a gömb alakú szemcsék köd, ha 963 # 20 = 72,7 mN / m.
2. Annak meghatározása a felületi feszültség által elválasztása cseppecskék Megállapítottuk, hogy hőmérsékleten 10 0 C (# 963; 10 = 71,78 mN / m) szűkület az elválasztó desztillált vízzel csepp átmérőjű 6,1 mm. Határozza meg a tömeg csökken.
3. Ha egy teljesen nedvesíthető kapilláris átmérője 2,8 mm, a vízbe merítettük függőlegesen, a víz emelkedett a magassága 1 cm, a felületi feszültség tényező egyenlő ... mN / m. (G = 9,8 m / s 2 A víz sűrűsége 10 3 kg / m 3).
Lab száma 12. meghatározása a viszkozitás
folyékony Ostwald viszkoziméterrel.
Célkitűzés: A tanulmány jogszabályok viszkózus áramlás. Learning opred lyat folyadék viszkozitása keresztül Ostwald kapilláris viszkoziméter.
Ismeretes, hogy a molekulák valódi folyadék van interakció erők. Amikor során zhidkostin alichieetih erők nyilvánul kakvnutrennee súrlódás, vagy a folyadék viszkozitásának és vezet az a tény, hogy a különböző rétegek mozog, eltérő sebességgel.
Az 1. ábra azt az esetet mutatja, amikor a sebesség a felső réteg folyadék maximális, míg az alacsonyabb - a minimális (például, a víz áramlását a folyóba). Belső súrlódás mentén hatnak az érintő-sához a felületi rétegek.
Így, a viszkózus folyadék sebességének mozgó rétegek változhat az OX irányban merőleges arra a felületre a mozgó folyadék rétegek. Mennyiségileg ez a változás sebességű mozgás-CIÓ a folyadék ki a Tulajdonságok-rizuetsya árak, a gradiens-tidv / dx. más néven a nyírási sebesség. Minél nagyobb a nyírási sebesség, annál nagyobb a súrlódási erőt a mozgó folyadék réteg. Az erő FTR belső súrlódás is arányos az érintkezési terület a folyékony rétegek S, amely tükröződik a Newton formula a belső súrlódási erő:
H együttható tulajdonságaitól függ a folyadék és a hőmérséklet JELÖLI úgynevezett belső súrlódási együttható vagy viszkozitás (dinamikai koyvyazko-Stu) folyékony. Növekvő hőmérséklettel, folyékony viszkozitás általában csökken.
Az egység a viszkozitás a Nemzetközi Mértékegység Rendszer 1 Pa-s (Pascal) másodperc. Közös egységek viszkozitás - 1 poise (P) = 0,1 Pas.
Ha h = a folyadék viszkozitása nem függ a gradiens-tat sebesség, ezek a folyadékok nevezzük newtoni. Ezek otno-syatsya általában homogén folyadék (víz, tiszta oldószerek, és mások.). Ha a viszkozitás függ a gra-gradiens a sebesség, a folyadék az úgynevezett newtoni. Ezek általában inhomogén összetételű folyékony, például, iszap, szuszpenzió, stb Tipichnoynenyutonovskoy yavlyaetsyakrov folyadék. mivel ez képviseli egy szuszpenzió formált elemek (eritrociták, leukociták és mások.) a plazmában. Ezért a viszkozitást a vér különböző részein a keringési rendszer nem azonos az, hogy eltérő sebességgel gradiensek értékek D Aliso a vér mozgatására és.
A víz viszkozitása 20 ° C-on 1 MPa vagy 1Br × c (centipoise) és az átlagos vér viszkozitását OK - 4-5 mPa × sec. A különböző kóros állapotok, a vér viszkozitásának értékek változhatnak 1,7-22,9 mPa × sec. Az arány a víz a vér viszkozitását viszkozitás CIÓ nazyvayutotnosi-vér viszkozitását.
A nagysága a vér viszkozitása a szervezetben fonalat CMV befolyásolja a hőmérséklet, hematokrit, a vér sebességét gradiens (lásd [1].).
Folyadékáramlást jellemzi áramvonalak. Ez a vonal, Single-tangens, amelyek egybeesnek az irányt a sebességvektor a folyadékrészecskék órán át ezen a ponton. Ha az áramló közeget vezetékek folytonosak, akkor ez az áramlás az úgynevezett lamináris. és ha van örvény sebessége folyékony részecskék változik véletlenszerűen, egyszerűsíti van folytonossági, a mozgást az úgynevezett viharos.
A természet a folyadékáram - lamináris vagy turbulens - r-visitot sűrűségű folyadék. viszkozitása h. áramlási sebesség v. cső átmérője d. amelyen keresztül a folyadék áramlik. Van egy dimenzió paraméter úgynevezett Reynolds-szám (Re), amely lehetővé teszi, hogy meghatározzuk a természet a áramlás:
Ha a Reynolds-szám nem haladja meg a kritikus értéket Rekr. a folyadék áramlás lamináris. Ha Re> Rekr. A túra során válik turbulencia. A sima, hengeres csövek Rekr = 2300. A vér különböző vaszkuláris helyek kritikus Reynolds szám lehet állítani, hogy 900 ÷ 1600 közötti.