Лаб. 3. Измерение поверхностного натяжения

1. Каков физический смысл поверхностного натяжения? В каких единицах СИ его измеряют?

Поверхностное натяжение - это избыточная потенциальная энергия молекул на единице площади свободной поверхности жидкости, которая равна работе по переносу молекул из глубины объема жидкости в ее поверхностный слой. [ρ]=Джм2\mathrm{[\rho]=\dfrac{Дж}{м^2}} или [ρ]=Нм\mathrm{[\rho]=\dfrac{Н}{м}}.


2. Почему поверхностное натяжение зависит от рода жидкости?

Силы взаимодействия между молекулами в различного рода жидкостях разные, избыточная потенциальная энергия их молекул на свободной поверхности жидкости также различная. Поэтому поверхностное натяжение в разных жидкостях разное.

3. Почему площадь свободной поверхности жидкости минимальна?

На молекулы, расположенные в поверхностном слое, действует направленная внутрь жидкости равнодействующая сила и сжимает ее. Это приводит к тому, что площадь свободной поверхности стремится принять минимальное значение.

4. Суперзадание. Проанализируйте зависимость поверхностного натяжения данной жидкости от температуры, используя таблицу (с. 23). Как будет изменяться высота подъема жидкости в капиллярной трубке при изменении температуры жидкости?

Проанализировав зависимость поверхностного натяжения жидкости от ее температуры, приходим к выводу, что поверхностное натяжение уменьшается с ростом температуры (с увеличением скорости движения молекул). Так как высота подъема жидкости в капилляре определяется по формуле h=2σρgr(hσ)h = \dfrac{2 \sigma}{\rho gr} (h \sim \sigma), то очевидно, что при нагревании жидкости высота ее столбика в капилляре уменьшится.