Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ - Патент РФ 2053496
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при изучении молекулярной физики, физики твердого тела, свойств жидкостей. Сущность изобретения: способ включает нанесение капли жидкости на поверхность твердого тела, измерение краевого угла у границы капли и определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости до и после воздействия физического фактора. В качестве твердого тела используют акустический волновод. Воздействие осуществляют путем возбуждения в волноводе низкочастотных ультразвуковых колебаний в режиме стоячей волны. Изменение коэффициента поверхностного натяжения жидкости определяют по формуле:
Δσ(cosΘʹ-cosΘ)σ,
где σ коэффициент поверхностного натяжения жидкости до возбуждения ультразвуковых колебаний, q и Θʹ краевой угол до и после возбуждения ультразвуковых колебаний соответственно. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2053496
Класс(ы) патента: G01N13/02, G01N13/00
Номер заявки: 5012757/25
Дата подачи заявки: 25.11.1991
Дата публикации: 27.01.1996
Заявитель(и): Институт физико-технических проблем экологии
Автор(ы): Шепелев Н.В.; Кондратьева Т.Н.; Педдер В.В.
Патентообладатель(и): Институт физико-технических проблем экологии
Описание изобретения: Изобретение относится к средствам обучения и может быть использовано при изучении молекулярной физики, физики твердого тела, фазовых переходов, а также для изучения поверхностных явлений.
Известен способ определения краевого угла, заключающийся в формировании контакта жидкости с поверхностью прозрачной подложки, освещении пучком света, регистрации картины на экране, измерении параметра этой картины, по которому рассчитывают краевой угол [1]
Известен способ измерения изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости при воздействии на нее физического фактора нагрева, включающий определение поверхностного натяжения жидкости до и после воздействия на нее конкретного параметра, определяющего нагрев, а именно температуры [2]
Однако эти способы наглядно не демонстрируют физическую сущность изменения коэффициента поверхностного натяжения.
Технический результат изобретения состоит в повышении наглядности при демонстрации изменения коэффициента поверхностного натяжения при возбуждении упругих колебаний в волноводном тракте твердого тела.
Для этого в способе определения изменения коэффициента поверхностного натяжения жидкости на границе твердое тело жидкость, включающем нанесение капли жидкости на поверхность твердого тела, измерение краевого угла у границы капли и определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости до и после воздействия физического фактора, в качестве твердого тела используют акустический волновод, воздействие осуществляют путем возбуждения в волноводе низкочастотных ультразвуковых колебаний в режиме стоячей волны, изменение коэффициента поверхностного натяжения жидкости определяют по формуле:
Δσ= (cosΘ'-cosΘ)σ где σ коэффициент поверхностного натяжения жидкости до возбуждения ультразвуковых колебаний;
Θ и Θ' кpаевой угол до и после возбуждения ультразвуковых колебаний соответственно.
Жидкость в виде капли наносят на поверхность волноводного тракта, сообщают ему ультразвуковые колебания низкочастотного диапазона с амплитудой колебания, устанавливаемой по возникновению кавитационных пузырьков в капле жидкости. В процессе регистрации поверхностного натяжения между каплей и волноводом фиксируется краевой угол у границы капли до возбуждения ультразвуковых колебаний с последующей его фиксацией при прохождении ультразвуковых колебаний, а затем по разности полученных косинусов углов определяют изменение коэффициента поверхностного натяжения.
На фиг. 1 схематично изображено устройство, демонстрирующее предлагаемый способ, и эпюра напряжения в волноводном тракте (волноводе); на фиг. 2 взаимное расположение экрана, волновода и источника освещения; на фиг. 3 капля воды при выключенном вибраторе; на фиг. 4 то же, при включенном вибраторе.
Устройство содержит двухполуволновой λ 1) волноводный тракт 1, который помещают в ультразвуковой вибратор 2. При возбуждении ультразвука в волноводе возникают изменения плотности. При возбуждении ультразвука в волноводе возникают изменения плотности. Риски Xo-X3 наносят на волновод согласно эпюрам 3 напряжения. Риски наносят на волноводе сверху, чтобы не искажать наблюдаемую картину. При этом Xo торец волновода, X1 наносится на расстоянии λ/4 от торца волновода, X2 на расстоянии λ/2, X3 на расстоянии 3 λ/4.
Перед началом работы помещают горизонтально на оптическую скамью 4 между экраном 5 и осветителем 6. В точке X1 на волноводе размещают каплю 7 жидкости, смещенную центром тяжести в сторону точки X2. Если поместить каплю точно в точку X1, то она при включении вибратора 2 может начать смещаться в точку Xo. Зарисовывают на экране 5 положение капли 7. Включают ультразвуковой вибратор 2, при этом капля жидкости перемещается по волноводу 1 и останавливается в точке X2, занимая положение 8. Снова зарисовывают на экране 5 положение капли. Снимают экран 5 и определяют краевой угол: Θ в первом случае и Θ' во втором. Определяют Δσ.
Затем помещают каплю в точку X3, смещенную центром тяжести в сторону точки X2. Зарисовывают каплю в точке X3, а затем после включения ультразвука и в точке X2. Снова определяют Δσ.
Известно, что cos Θ=(σттжж где σт коэффициент поверхностного натяжения твердого тела, σтж коэффициент поверхностного натяжения между твердым телом и жидкостью, σж коэффициент поверхностного натяжения жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения между твердым телом и жидкостью σтж в процессе измерения меняется мало и в первом приближении этим измерением можно пренебречь. Тогда (cos Θ'-cosΘ)σжт Так определяется изменение коэффициента поверхностного натяжения и достигается поставленная задача.
П р и м е р. Проводилось определение изменения коэффициента поверхностного натяжения. Был использован ультразвуковой генератор типа УРСК-7Н-18 с акустическим узлом. Материал волновода титан (сплав ОТ-5). Резонансная длина волноводного тракта при λ 1 (двухполуволновой тракт) равна l=235 мм. Риски наносят на расстояние l/4= 58,75 мм, l/2=116,5 мм и 3l/4=176,25 мм от торца волновода. Краевой угол Θ' равен 35о, а угол Θ равен 55о. Коэффициент поверхностного натяжения воды σж равен 0,073 Н/м. Изменение поверхностного натяжения твердого тела Δσ 0,018 Н/м.
Предлагаемый способ позволяет определить изменение коэффициента поверхностного натяжения, что играет немаловажную роль при изучении молекулярной физики твердого тела, фазовых переходов и при демонстрации физической сущности поверхностных явлений.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ, включающий нанесение капли жидкости на поверхность твердого тела, измерение краевого угла у границы капли и определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости до и после воздействия физического фактора, отличающийся тем, что в качестве твердого тела используют акустический волновод, воздействие осуществляют путем возбуждения в волноводе низкочастотных ультразвуковых колебаний в режиме стоячей волны, изменение коэ.ффициента поверхностного натяжения жидкости определяют по формуле
Δσ = (cosΘʹ-cosΘ)σ ,
где σ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости до возбуждения ультразвуковых колебаний;
q и Θʹ - краевой угол до и после возбуждения ультразвуковых колебаний соответственно.