Анализ температурной зависимости коэффициента поверхностного натяжения и динамического коэффициента вязкости жидкости

ГБОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия

e-mail: elena_kamenichenko@mail.ru
При анализе характера взаимосвязи коэффициента поверхностного натяжения и коэффициента динамической вязкости жидкости в работах [1, 2] было получено математическое выражение для воды:

. (1)

Из этого выражения следует, что

и .

Уравнение (1) представляет собой уравнение связи между и при . Опыт показывает, что для максимума точки (для воды) , где и - коэффициент поверхностного натяжения и динамический коэффициент вязкости, соответствующие максимуму [2].

Используя уравнение (2), выражение (1) можно представить в следующем виде:

или

где - молярная масса, .

Учитывая, что для максимальной точки угол , коэффициент поверхностного натяжения в указанной точке, как это следует из уравнения (2.58), будет определяться уравнением:

. (5)

Очевидно, на спадающей части графической зависимости можно выделить точку с температурой , в которой gif" name="object20" align=absmiddle width=58 height=45>.

Учитывая при этом, что , как это следует из анализа проведенного в работе [2], отношение можно определить следующим выражением:

, (6)

или

В таблицах 1, 2, 3, расположенных ниже, приведены численные значения, которые подтверждают, что результаты расчета удовлетворительно согласуются с опытом и подтверждают достоверность описанных выше процессов. В этом числе наличие плато в интервале температур .

На рисунке 9 б показан характер изменения для этанола, из которого видно, что в указанной графической зависимости имеет место

скошенность . Однако, математический аппарат для установления взаимосвязи между и остается такой же, как для воды (Приложение таблица 5).

Таблица 1 – Определение коэффициента поверхностного натяжения по формуле:

К		, Н/м	, Н/м [3]
273	0	751,0	756,4	24,5	4,1
293	20	722,9	726,9
313	40	666,4	692,5
333	60	620,3	662,2
353	80	575,3	625,9
373	100	542,4	588,6
393	120	527,3	548,4
413	140	506,8	507,2

Таблица 2 – Определение коэффициента поверхностного натяжения по формуле:

К		, Н/м	, Н/м [3]
433	160	468,7	466,0	6,4	1,7
453	180	413,1	422,8
473	200	368,3	376,7
793	220	336,4	331,6

К		, Н/м	, Н/м [3]
513	240	278,4	285,5	10,3	7,1
533	260	219,7	237,4
553	280	169,2	191,3
573	300	125,4	144,2
593	320	97,6	98,1
613	340	52,3	56,7
633	360	21,6	20,21

Из уравнения (6) и графической зависимости, показанной на рисунке в работе [2], следует, что , по мере изменения разности температур не будет оставаться величиной постоянной, что предусмотрено линейной зависимостью. Указанная прямая, есть результат усредненных значений зависимости .

Расчет ошибки показал, что доверительный интервал указанного параметра можно представить в виде (для воды): . В этот интервал с погрешностью входят все результаты исследуемой области.

Поэтому, уравнение (6) в первом приближении позволило провести вышерасположенный анализ.

2. Марков, И. И. О взаимосвязи коэффициента поверхностного натяжения с коэффициентом вязкости / И. И. Марков, Е. И. Камениченко, Е. И. Хрынина // Материалы XIII региональной конференции «Вузовская наука – Северо-Кавказскому региону» – Ставрополь. – 2009. – Т. 1. – С . 273-274