Предложение относится к способу -измерения краевых углов смачивания с помощью известных гравитационных газовых приборов для определения поверхностного натяжения. Сущность способа заключается в том, что для упрощения измерения определяют расстояния от поверхности жидкости в манометрическом резервуаре до среза калиброванной трубки и капиллярной трубки, отношение которых пропорционально косинусу краевого угла смачивания. Способ позволяет производить измерения без учета плотности и поверхностного натяжения жидкости.
На фиг. 1 и 2 показан известный гравитационный газовый прибор, с помощью которого осуществляют способ измерения краевых углов смачивания.
Тщательно вымытый и высушенный прибор подвергают термовакуумной обработке, затем через трубку / в него перегоняют некоторое количество исследуемой жидкости, заполняют прибор инертным газом до небольшого давления и в таком виде отсоединяют его от системы, которая служила для откачки прибора и перегонки в него жидкости.
Заполненный жидкостью и газом прибор помещ,ают в термостат. При вращении прибора вокруг оси, перпендикулярной к плоскости чертежа, против часовой стрелки на угол, несколько превышающий 90°, жидкость из резервуара 2 по трубке 3 перемещается в резервуар 4, откуда по трубке 5 попадает в манометрический резервуар 6. Благодаря этому под поверхностью жидкости в резервуаре 4 будет создано разряжение и вытекание жидкости из резервуара 4 прекратится. Одновременно с этим жидкость из манометрического резервуара 6 будет перетекать в резервуар 2 через сужение 7 и на конце калиброванной трубки 8 начнет формироваться газовый пузырек. Как только уровень жидкости р. манометрическом резервуаре 6 опустится на высоту h, соответствующую максимальному давлению в газовом пузырьке, пузырек оторвется от калиброванной трубки 5 и вслед за ним через калиброванную трубку продавится еще серия пузырьков. Благодаря этому давление над цо№ 149943- 2 верхностью Жидкости в резервуаре 4 повысится, часть жидкости из резервуара 4 вытечет, в резервуар 6 и продавливание пузырьков прекратится.
.Но так как жидкость из манометрического резервуара 6 будет непрерывно, вытекать через сужение 7 в резервуар 2, то уровень ее в резервуа ё 6 снова начнет понижаться и как только расстояние этого уровня до среза калиброванной трубки 8 станет равным Ль через калиброванную трубку 8 продавится вторая серия пузырьков и т. д.
Периодическое продавление пузырьков будет продолжаться до тех пор, пока уровень жидкости в резервуаре 4 не опустится до верхнего основания трубки 5 Ии1И не будет заполнен жидкостью резервуар 2. Поворачивая прибор так, как описывалось выпле, можно перелить жидкость из резервуара 2 в резервуар 4, а по возвращении прибора в исходное положение (фиг. 2) продолжить измерения.
Измерив высоту AI катетометром, зная радиус г калиброванной трубки 8 и плотности р жидкости при данной температуре, рассчитывают поверхностное натяжение жидкости. Если по достижении максимального давления в газовом пузырьке на фазе калиброванной трубки 8 над поверхностью жидкости в резервуарах 4 и 6 давления газа будут равны соответственно Р и Р, то давление Р будет равно:
P gp(h, + h2)+P,-Pkn,(1)
где g - ускорение силы тяжести; h - расстояние уровня жидкости в манометрическом резервуаре 6 до среза калиброванной трубки 8; Лг - глубина погружения калиброванной трубки в жидкость; РЙ„-члеи, определяющий капиллярное поднятие жидкости в резервуаре 4. Давление газа для калиброванной трубки 8 будет:
р ра +grph2-bPi-P,,«,(2)
где f 3- максимальное давление, необходимое для формирования газового пузырька. Решая уравнение (I) и (2), совместно получаем максимальное давление: (3).
Если калиброванные трубки 8 узкие, то максимальное давление будет:
л -2-t ,
а если калиброванные трубки 8 широкие, то a xhi, где а капиллярная постоянная; х - эффективный радиус широкой калиброванной трубки 8, который рассчитывается методом последовательных приближений с помощью таблицы Сагдена. Путем поустановки Ра и а в уравнение (3) находят для узких калиброванных трубок:
- gprh,(4)
а для широких калиброванных трубок:
gpxh,(5)
Если в приборе будет узкая манометрическая трубка 9 с внутренним радиусом Гь то зная величину капиллярного поднятия A/ZI в этой трубке, рассчитывают краевой угол смачивания, который будет:
COST - :iAAL(6)
