Правило Этвёша - Eötvös rule

Температурная зависимость поверхностного натяжения бензол

В Правило Этвёша, названный в честь венгерского физика Лоранд (Роланд) Этвеш (1848–1919) позволяет предсказывать поверхностное натяжение произвольного жидкость чистое вещество вообще температуры. В плотность, молярная масса и критическая температура жидкости должны быть известны. На критическая точка поверхностное натяжение равно нулю.

Первое предположение правила Этвёша:

1. Поверхностное натяжение линейно зависит от температуры.

Это предположение приблизительно выполняется для большинства известных жидкостей. При построении графика зависимости поверхностного натяжения от температуры можно увидеть довольно прямую линию, которая имеет нулевое поверхностное натяжение при критической температуре.

Правило Этвёша также дает соотношение поведения поверхностного натяжения различных жидкостей по отношению друг к другу:

2. Температурную зависимость поверхностного натяжения можно построить для всех жидкостей таким образом, чтобы данные свернулись в единую эталонную кривую. Для этого необходимо знать молярную массу, плотность или молярный объем соответствующей жидкости.

Правило Этвёша

Если V молярный объем и Т_c критическая температура жидкости поверхностное натяжение γ определяется выражением^[1]

${displaystyle гамма V ^ {2/3} = k (T_ {c} -T),}$

где k постоянная, действительная для всех жидкостей. Константа Этвёша имеет значение 2,1 × 10⁻⁷ J / (К ·моль^2/3).

Более точные значения можно получить, если учесть, что линия обычно проходит через температурную ось 6. K до критической точки:

${displaystyle gamma V ^ {2/3} = k (T_ {c} -6 mathrm {K} -T),}$

Молярный объем V дается молярной массой M а плотность ρ

${displaystyle V = M / ho,}$

Период, термин ${displaystyle gamma V ^ {2/3}}$ также называется «молярным поверхностным натяжением» γ_моль :

${displaystyle gamma _ {mol} = gamma V ^ {2/3},}$

Полезное представление, предотвращающее использование единицы моль^−2/3 дается Константа Авогадро N_А :

${displaystyle gamma = k'left ({frac {M} {ho N_ {A}}} ight) ^ {- 2/3} (T_ {c} -6 mathrm {K} -T) = k'left ({ гидроразрыв {N_ {A}} {V}} ight) ^ {2/3} (T_ {c} -6 mathrm {K} -T)}$

Так как Джон Леннард-Джонс и Корнер показали в 1940 году с помощью статистическая механика постоянная k′ Почти равна Постоянная Больцмана.

вода

Для воды следующее уравнение действительно в диапазоне от 0 до 100 ° C.

${displaystyle gamma = 0,07275 mathrm {N / m} cdot (1-0,002cdot (T-291 mathrm {K}))}$

Исторический

Еще студентом Этвеш начал исследовать поверхностное натяжение и разработал новый метод его определения. Правило Этвёша было впервые обнаружено феноменологически и опубликовано в 1886 году.^[2] В 1893 г. Уильям Рамзи и Shields показали улучшенную версию, учитывая, что линия обычно проходит через температурную ось 6 K до критической точки. Джон Леннард-Джонс и Корнер опубликовали (1940) вывод уравнения с помощью статистическая механика. В 1945 г. Э. А. Гуггенхайм дал дальнейший улучшенный вариант уравнения.

использованная литература