Měření povrchového napětí

Prezentace na téma: "Měření povrchového napětí"— Transkript prezentace:

1 Měření povrchového napětí
statické (ustálený rovnovážný stav) metody měření: semistatické (metastabilní rovnovážný stav) dynamické

2 Metoda kapilární elevace
Statické metody Metoda kapilární elevace Při přesnějších měřeních (zvláště absolutních) korekce  na objem kapaliny nad spodní úrovní menisku  na odchylky od kulového tvaru menisku

3 Metoda kapilární elevace
Statické metody Metoda kapilární elevace

4 Metoda kapilární elevace
Statické metody Metoda kapilární elevace

5 Metoda kapilární elevace – mezifázové napětí
Statické metody Metoda kapilární elevace – mezifázové napětí

6 Visící kapka a její charakteristické parametry
Statické metody Metody založené na sledování tvaru kapek a bublin 1 2 Rotující kapka Visící kapka a její charakteristické parametry Přisedlá kapka 2 > 1 10–5 N m–1

7 Vyvažování Wilhelmyho destičky
Statické metody Vyvažování Wilhelmyho destičky měření γ nebo  F = L  γ  cos q (Pro destičku ponořenou do úrovně klidového rozhraní)

8 Měření maximálního tlaku v bublině
Semistatické metody Měření maximálního tlaku v bublině

9 Odtrhování prstence (du Noüyho metoda)
Semistatické metody Odtrhování prstence (du Noüyho metoda)

10 Wilhelmyho destička – měření maximální síly
Semistatické metody Wilhelmyho destička – měření maximální síly Pro velmi tenkou destičku

11 Metoda vážení kapky (stalagmometrie)
Semistatické metody Metoda vážení kapky (stalagmometrie) Tateova rovnice:  =  (R/V1/3)

12 Oscilující paprsek (vibrující proud)
Dynamické metody Oscilující paprsek (vibrující proud) r ... součet maximálního a minimálního poloměru proudu b ... rozdíl maximálního minimálního poloměru proudu υ objemová rychlost proudění  ... vlnová délka  ... hustota kapaliny

13 Dynamické metody Oscilující kapka Kapka oscilující ve čtyřpólovém módu a její extrémní polohy ω ... úhlová rychlost oscilace γ ... povrchové (mezifázové napětí) ρA , ρB ... hustoty kapalin A a B R ... střední poloměr kapky h ... viskozita vnější kapaliny Při měření povrchového napětí – kapka kapaliny se vznáší ve vakuu účinkem elektromagnetického pole Při měření mezifázového napětí – kapka kapaliny se vznáší v jiné kapalině účinkem akustických sil Výhody:  kapaliny nepřicházejí do styku s žádnou další pevnou fází - je možno provádět měření i s kapkou v metastabilním stavu (např. přehřáté kapaliny)  kapka může být udržována po velmi dlouho dobu - umožňuje také monitorovat změny v mezifázovém napětí v závislosti na změnách okolních podmínek  možnost měřit při vysokých teplotách (měření povrchových napětí roztavených kovů)

14 Dynamické metody Rozptyl světla "Drsnost" fázového rozhraní - nepřetržitá řada sinusových vln, které tvoří difrakční mřížku, na níž dochází k rozptylu světla. Měří se podíl světla rozptýleného rozhraním pod úhlem , který závisí na povrchovém nebo mezifázovém napětí, rozdílu hustot obou fází a jejich relativním indexu lomu. Velmi nízká mezifázová napětí (0,1-10–5 mN m–1) – povrchově aktivní látky, kritické emulze, mikroemulze

15 Kapilární vlnění υ ... rychlost šíření vlnění  ... hustota kapaliny
Dynamické metody Kapilární vlnění υ ... rychlost šíření vlnění  ... hustota kapaliny ... povrchové napětí  ... vlnová délka kapilárního vlnění

16