Kezdőlap


Feladat:	26. fizika mérési feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Balogh László , Dely Sándor , Grédics Gyula , Szabó Lajos
Füzet:	1979/november, 185 - 186. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Mechanikai mérés, Egyéb felületi feszültség, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1979/április: 26. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A feladat megoldását Szabó Lajos (Nagykanizsa, Landler J. Gimn., IV. o. t.) dolgozata alapján mutatjuk be.

A felületi feszültség meghatározásának egyik gyakran használatos módszere a csepegtetéses eljárás. Az eljárás lényege az, hogy a két folyadékból, amelyek felületi feszültségét összehasonlítani kívánjuk, azonos térfogatú mennyiséget csepegtetünk ki egy bürettából. A felületi feszültségek a cseppek számával fordítottan arányosak.

Az összefüggés igazolásához fel kell használnunk, hogy a csepp akkor válik le, ha a súlya (

G

) megegyezik a kapilláris cső peremén kialakult felületi erővel, vagyis ha

\begin{matrix} G = α d π, \end{matrix}

ahol

α

a felületi feszültség és

d

a kapilláris cső külső átmérője. Az egyenletet felírva vízre és mosószerre, az átmérőt kifejtve kapjuk, hogy

\begin{matrix} α_{m} = (G_{m} / G_{víz}) \cdot α_{víz} . \end{matrix}

A cseppek súlya és száma között a térfogat egyenlőségéből a

\begin{matrix} \frac{G_{m}}{G_{víz}} = \frac{n_{víz} ϱ_{m}}{n_{m} ϱ_{víz}} \end{matrix}

összefüggést nyerjük. Mivel a legtöményebb oldat sűrűsége is csak

1, 0431 {kg/dm}^{3}

volt, Mohr ‐ Westpahl-mérleggel mérve

ϱ_{víz} ≅ ϱ_{m}

,; (

4 %

pontossággal.)
Így

\begin{matrix} α_{m} = \frac{n_{víz}}{n_{m}} α_{víz}, \end{matrix}

ahol

\begin{matrix} α_{víz} = 7, 29 \cdot 10^{- 2} N/m . \end{matrix}

Szabó Lajos a méréseket Biomix mosóporral végezte. A vízcseppek száma

n_{víz} = 272

volt, a többi eredményt a táblázat tartalmazza (

c

a mosópor koncentrációja,

n_{m}

a mosószeres oldattal kapott cseppszám,

α_{m}

az oldat felületi feszültsége:

\begin{matrix} c [g / 100 ml] & 0, 1 & 0, 25 & 1 & 2 & 3 & 4 \\ n_{m} & 300 & 395 & 486 & 545 & 500 & 513 \\ α_{m} [10^{- 2} N/m & 6, 61 & 5, 02 & 4, 24 & 3, 64 & 3, 97 & 3, 86 \end{matrix}

A mérés pontossága kb.

10 %

a cseppek bizonytalan leszakadása miatt.
Az ábrán látható grafikonból látszik, hogy a felületi feszültség

2 g / 100 ml

koncentrációig erősen csökken, nagyobb koncentrációkra lényegében állandó.
A mosáshoz

0, 5 g / 100 ml

töménységű oldatot ajánlanak, amelynek felületi feszültsége jóval kisebb, mint a vízé. Ez is lényeges lehet a mosóhatás szempontjából.

Megjegyzés: A felületi feszültség mérésére több különböző módszer ismeretes. Most itt csupán egyet mutattunk be. Hogy az adott kísérleti feladat megoldására ki melyiket választja, azt a rendelkezésre álló eszközök és az egyéb körülmények határozzák meg.