Явища та методи визначення поверхневого натягу

                                                            .       (3.4.1) 
де – коефіцієнт поверхневого натягу, l - довжина лінії, по якій діє сила поверхневого натягу.

Якщо привести в контакт рідину з кільцем, зовнішній і внутрішній діаметри якого d1, і d2, то для відриву кільця необхідно прикласти силу, що дорівнює силі поверхневого натягу діючій по всій довжині лінії дотику. Сила поверхневого натягу врівноважується силою тяжіння, тобто F = mg. Враховуючи це, формулу (3.4.1) можна переписати у вигляді:

                                                (3.4.2)  
Звідси отримуємо робочу формулу:

                                                                                                    (3.4.3) 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВИКОРИСТАННЯ ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ ТА ЙОГО ЗНАЧЕННЯ ДЛЯ ЖИВИХ СИСТЕМ

 
          Коефіцієнт поверхневого натягу σ біологічних рідин служить діагностичним показником. Наприклад, при появі в сечі жовчних кислот при захворюванні жовтухою сечі різко зменшується [17].

Капілярний ефект грає важливу роль в постачанні рослин водою та в переміщенні води в грунті і пористих тілах [17].

В природі явище капілярності відіграє як корисну, так і шкідливу роль. Живлення рослин, дерев водою з ґрунту і розчиненими в ній солями відбувається за рахунок повітряних проміжків в ґрунті, пор в деревині і рослині, які відіграють роль капілярів. Зрихлена земля має мало пор і втримує вологу, а втоптана земля випаровує і втрачає вологу через капілярність. На явищі капілярності заснована дія різних перев’язочних матеріалів, бинтів, вати, серветок, фільтруваного паперу, рушників і таке інше. 
Додатковий тиск, обумовлений появою меніску, пояснює газову емболію -явище попадання бульбашки повітря в кровоносну судину малого діаметру і закупорка її, тобто повна зупинка руху крові по судині [17,18].

Важливу роль відіграє поверхневий натяг при роботі з поверхнево-активними речовинами (ПАР), які використовуються майже у всіх галузях народного господарства: текстильній, авіаційній, автомобільній, медичній, нафтохімічній, металургії, гірничодобувній, харчовій тощо. В медицині вимірювання поверхневого натягу біологічних рідин (крові, лімфи, ліквору, жовчі, сечі, синовіальної, навколоплідної рідин тощо) є новим методом лабораторної діагностики захворювань людини і може надати важливу додаткову інформацію для лікування хворих. Особливо важливе значення поверхневий натяг відіграє в цукровій галузі, де використовують ПАР в процесах миття цукрової сировини, при інтенсифікації цукроваріння, для припинення спінювання, підвищення швидкості кристалізації цукру [17]. 

ВИСНОВКИ

 

Явище поверхневого натягу може трактуватися по-різному: як робота збільшення поверхні при її розтягуванні за умови сталості температури, а також як і сила, що діє на одиницю довжини лінії, яка обмежує поверхню рідини. Обидва ці визначення будуть коректними.

На поверхневий натяг впливає безліч чинників: температура, концентрація поверхнево активних речовин, властивості контактуючих фаз, наявність і природа домішок,  товщини перехідних зон між фазами тощо. Регулюючи ці чинники можна збільшувати чи зменшувати коефіцієнт поверхневого натягу.

Яскравим прикладом впливу на поверхневий натяг рідини ( в данному випадку – воду) є використання миючих засобів – поверхнево активних речовин. Також існують поверхнево неактивні речовини, які навпаки, збільшують поверхневий натяг розчинника.

Явище поверхневого натягу обумовлює капілярний ефект, який наразі широко використовується в лабораторному практикумі та на підприємствах, а також є невід’ємною складовою біологічних процессів в живих організмах.

Методи визначення поверхнового натягу умовно поділяють на три групи: статичні, напівстатичні та динамічні. Вважається, що найбільш точними є статичні методи, але коли неможливо встановити рівновагу в системі, використовують динамічні методи вимірювання поверхневого натягу.

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учебник для вузов / Под ред. Ю.А. Ершова. – М.: Высш. шк., 2000. – 560с. ISBN 978-5-9916-1345-3
2. Тиманюк В.А. Биофизика: Учебник. – 2-е издание / В.А. Тиманюк, Е.Н. Животова. – К.: ИД «Профессионал», 2004. – 704с. – ISBN: 966-8556-46-1.
3. Давидов А. Теория капиллярных явлений, ч. І-ІІ,– М.: Химия, 1963. – 288c.
4. Томсон Вильям (Лорд Кельвин). Капиллярное притяжение. Строение материи (Популярные лекции и речи). Перевод с англ.– СПб: Химия, 1985. – С.1 - 38.
5. Білинський Й. Й. Роль поверхневих явищ в різних процесах та оптичні засоби визначення поверхневого натягу / Йосип Білинський, Оксана Городецька // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. – 2005. – №2 (10). – С. 198 – 203.
6. Волькенштейн М.В. Биофизика /  М.В. Волькенштейн. – М: Наука, 1988. – 592с. – ISBN 5-02-013835-5.
7. Богуславский Л.И. Биоэлектрохимические явления и граница раздела фаз / Л.И. Богуславский – М.: Наука, 1987. – 360с.
8. Биофизика [Text] : учеб.для студентов высш.учеб.заведений / В.Ф.Антонов [и др.];под ред.Ф.Антонова. – 2-е изд.,испр.и доп. – М. : ВЛАДОС, 2003. – 288 с. – ISBN 5-691-01037-9
9. Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии: Структурные методы и оптическая спектроскопия / Л.В. Вилков, Ю.А. Пентин. – М.: Высш. шк., 1987. – 367с
10. Маршел Э. Биофизическая химия / Э.  Маршел. – М.: Мир, 1981. – 820с.
11. Рубин А.Б. Биофизика / А.Б. Рубин – М.: Высш. шк., 1987. – 622с.
12. Рыбин И.А. Лекции по биофизике / И.А. Рыбин. – Свердловск: Изд-во Уральского университета, 1990. – 240с
13. Елисеев С.А. Поверхностно-активные вещества и биотехнология / С.А. Елисеев, Р.В. Кучер – К.: Наук. думка, 1991. – 116с. – ISBN 5-12-001750-9.
14. Дюга Г. Биоорганическая химия / Г. Дюга,  К. Пенни. – М.: Мир, 1983. – 512с.
15. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учебник для вузов / Под ред. Ю.А. Ершова. – М.: Высш. шк., 2000. – 560с. ISBN 978-5-9916-1345-3.
16. Кастерин Н. П. Определение постоянной капиллярности и угла соприкосновения по размерам капли. – ЖРФХО, ч. физ., 1893, 25, 6. – C. 203 – 218.
17. Деякі теоретичні аспекти медичної і біологічної фізики”, навч. посібник, Чернівці, Медінститут, 1995, § 9, ст. 52-57.
18. Губанов Н.И. Медицинская биофизика / Н.И. Губанов, А.А. Утепбергенов – М.: Медицина, 1987. – 336с.