метод максимального давления в пузырьке

Метод максимального давления в пузырьке

Измерение поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке

Поверхностное натя­жение определяется следующим образом. Капиллярную трубочку из материала, инертного по отношению к расплаву, погружают в пос­ледний и измеряют максимальное давление, необходимое для обра­зования пузыря на торце трубки. Для трубочки с малым радиусом можно считать, что образующийся пузырек имеет форму, близкую к полусфере. Суммарное давление, при котором образуется пузырек газа на конце трубочки, складывается из гидростатического P_h и давления Ра, которое определяется силами поверхностного на­тяжения.

Следовательно, суммарное давление зависит от глубины погружения трубочки в расплав, плотности расплава, поверх­ностного натяжения и радиуса трубочки. Если жидкость смачивает трубочку, то при расчете за радиус принимают внутренний ее ради­ус, а если не смачивает, то наружный.

Метод максимального давления в пузырьке широко применяется для измерения поверхностного натяжения и металлов, и шлаковых распла­вов, однако он имеет ряд недостатков. Так, при большом диаметре трубочек (трубочки диаметром около 1 мм забиваются металлом и заплавляются) в формулу приходится вводить поправочные коэффициенты, учиты­вающие отклонение формы пузыря от сферической, а также воздействие силы тяжести на пузырек, что затрудняет расчет. При проведении экспериментов необходимо точно знать глубину погружения трубочки в расплав, изменение уровня расплава в тигле из-за вытеснения жид­кости из трубочки и формирования газового пузырька на срезе труб­ки, учитывать депрессию или капиллярное поднятие, если расстояние между трубочкой и внутренней стенкой тигля сравнительно невелико.

Неучет этих особенностей при определении поверхностного натя­жения может привести к ошибке в несколько процентов. Исключить некоторые из этих факторов можно, применив тигли диаметром около 100 мм. Глубину погруже­ния трубки в расплав можно не учи­тывать, если взять две трубки разного диаметра и погружать их в расплав на одинаковую глубину. Однако при этом все равно при­ходится учитывать изменение уровня жидкости.

Несмотря на указанные недостат­ки, метод максимального давления в пузырьке чаще других применяется при определении поверхностного на­тяжения расплавов.

Еще по теме:

метод массы капель

метод лежащей капли

метод максимального давления в пузырьке

метод «большой капли»

метод плавки металла во взвешенном состоянии

оптимизация расчетов при определении поверхностного
натяжения

межфазное натяжение

другая разновидность данного метода

метод взвешивания капель

метод максимального давления с обращенным
капилляром