Kerakli asbob va materiallar va jihozlar: ikkita byuretka, mayda stakancha, elektron tarozi, termometr, sirt taranglik koeffitsiyenti ma’lum bo’lgan suyuqlik, sirt tarangligi noma’lum bo’lgan suyuqlik.
Ishning qisqacha nazariyasi
Suyuqlik molekulalari orasidagi tortishish kuchi suyuqlikning sirtini tarang tortilgan holda saqlaydi. Suyuqlik sirtini chegaralovchi konturga perpendikulyar bo’lgan va suyuqlik sirtini qisqartirishga intiluvchi kuchga sirt taranglik kuchi deyiladi. Suyuqlikning sirt taranglik kuchini, shu suyuqlikning sirtini chegaralovchi kontur uzunligiga bo’lgan nisbati bilan o’lchanadigan kattalikka suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenti deyiladi. Sirt taranglik kuchi F, suyuqlikning sirtini chegaralovchi kontur uzunligi va sirt taranglik koeffitsiyentini bilan belgilab, ta’rifga ko’ra quydagi ifodani yozamiz:
(1)
Turli xil suyuqliklarning sirt taranglik kuchlari turlicha bo’lgani uchun ularning sirt taranglik kuchlari ham turlicha bo’ladi. Suyuqliklarning sirt taranglik koeffitsiyentlari temperaturaga bog’liqdir. Temperatura ko’tarilishi bilan suyuqlik molekulalari orasidagi tortishish kuchi kamayib boradi.
Shuning uchun temperaturaning ko’tarilishi bilan suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenti kamayib boradi. Sirt taranglik koeffitsiyentini suyuqlik sirt pardasining kengayishi natijasida bajarilgan ish orqali ham ifodalash mumkin. Suyuqlik sirt pardasi yuzasini qadar kattalashtirish uchun bajarilgan ishni aniqlaymiz. Buning uchun pardaning chegarasini F kuch yordamida o’z - o’ziga parallel ravishda suramiz (1-rasm). U holda bajarilgan ish bo’ladi, lekin (1) rasmga asosan , shuning uchun
Bundan (2)
Bu yerda, chegaraning siljishi, suyuqlik sirt pardasining kattalashishi. (2) formuladan sirt taranglik koeffitsiyentini suyuqlik sirtining bir birlikka orttirilishi uchun bajarilgan ishga tengdir. Bu ish molekulalarning suyuqlik ichidan uning sirtiga chiqish uchun sarf bo’ladi, natijada suyuqlik sirtidagi molekulalar qo’shimcha potensial energiya ( ) oladi va bu energiya sirt energiyasi yoki erkin energiya deyiladi.
Ichki energiya faqat sirt energiyasining hisobiga o’zgarishi uchun suyuqlik sirtining oshish jarayoni izotermik bo’ladi deyish mumkin. Demak izotermik jarayonda kinetik energiya o’zgarmaydi, natijada bu jarayonda sirtning kengayishi potensial energiya tashqi kuchlarining bajargan ishi va tashqaridan olingan issiqlik miqdori hisobiga ortadi.
(3)
Ichki energiya faqat sirt energiyasining hisobiga o’zgarishi uchun, ya’ni suyuqlik sirtining oshish jarayoni izotermik ravishda bo’lishi kerak. Ma`lumki ichki energiya faqat temperaturaga bog’liq. (3) ifoda dagi minus ishora sirt taranglik kuchi siljishga qarama-qarshi yo’nalganligini ko’rsatadi.
(3) ifodani quyidagicha yozish mumkin:
(4)
(4) formuladan sirtning izotermik kengayishida bajarilgan ish erkin energiyaning o’zgarishiga tengligi kelib chiqadi. (3) va (4) formulaga asosan sirt taranglik koeffitsiyenti N/m larda emas, balkim J/m2 larda o`chlanadi. Bu koeffitsiyent suyuqlikning tozaligiga va temperaturaga bog’liq. Temperatura ko’tarilishi bilan suyuqlik bilan uning to’yingan bug’ining zichligi o’rtasidagi farq kamayadi. Shuning uchun sirt taranglik koeffitsiyenti ham kamayib boradi va kritik temperaturada nolga teng bo’lib qoladi. Suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyentini aniqlashda turli usullardan foydalaniladi. Bulardan biri tomchi uzilish usulidir. Bu usul suyuqlik sirt pardasini ajratish uchun kerak bo’lgan kuchning sirt taranglik kuchiga teng bo’lishiga asoslangandir. Suyuqlik solingan byuretkadagi jo’mrakni ochganda ajralgan tomchilar ma’lum hajmga erishganda ularning uzilishini ko’ramiz.
Tomchining uzilishiga byuretka teshigidagi suyuqlik pardasining sirt taranglik kuchi qarshilik ko’rsatadi. Shuning uchun tomchi og’irligi suyuqlikning sirt taranglik kuchiga teng bo’lgandagina tomchi uziladi. Shunga ko’ra tomchining uzilish paytidagi og’irligini suyuqlik sirt taranglik kuchiga tenglashtirib undan sirt taranglik koeffitsiyentini aniqlaymiz, ya’ni
(5)
bunda P-tomchi og’irligi, F- sirt taranglik kuchi
ifodaga asosan (5) formulani quyidagicha yozamiz
(6)
bunda - byuretka teshigi aylanasining uzunligi bo’lib, u quyidagi formuladan aniqlanadi:
(7)
Bunda R- byuretka teshigining radiyusi (7) ifodani (6) ifodaga qo’ysak
(8)
Bu formuladan F va R ma’lum bo’ganda ni topish mumkin. Ammo byuretkaning radiusini o’lchash ancha murakkab masala hisoblanadi. Shu sababli sirt taranglik koeffitsiyenti ma’lum va noma’lum bo’lgan suyuqliklarni olib, ularni bir xil radiusli byuretkalardan tomizish usuli bilan suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyentini aniqlaymiz. Buning uchun sirt taranglik koeffitsiyenti ma`lum bo’lgan suyuqlik tomchisining og’irligini va sirt taranglik koeffitsiyentini , sirt taranglik koeffitsiyenti noma’lum bo’lgan suyuqlikning tomchisining og’irligini P va sirt taranglik koeffitsiyenti bilan belgilaymiz. U holda (8) formulaga asosan quyidagini yozish mumkin:
(9)
Bu formulalarni bir biriga bo’lsak:
(10)
bundan
(11)
Bu formuladan sirt taranglik koeffitsiyentlari ma’lum va noma’lum bo’lgan suyuqliklar tomchilarining og’irliklari va P ma’lum bo’lganda sirt taranglik koeffitsiyenti noma’lum bo’lgan suyuqliklarning sirt taranglik koeffitsiyenti ni topish mumkin ( jadvaldan olinadi).
Do'stlaringiz bilan baham: |