Wewnątrz bańki mydlanej o średnicy 4cm panuje ciśnienie większe od ciśnienia zewnętrznego o 4 N/m^2. Współczynnik napięcia powierzchniowego cieczy wynosi ile?

Odpowiedź :

Bańka mydlana

współczynnik napięcia powierzchniowego cieczy, ciśnienie

  1. Oznaczmy ciśnienie zewnętrzne jako [tex] p_0 [/tex], wtedy ciśnienie w bańce wynosi
    [tex] p = p_0 + 4 [\frac{N}{m^2}] [/tex]
    dodatkowo promień bańki (z treści) [tex] r=0,04[m] [/tex].
  2. Zmiana ciśnienia wynikająca z napięcia powierzchniowego na elemencie powierzchni sfery (bańki mydlanej) to zgodnie z równaniem Younga-Laplace'a
    [tex] \Delta p = \gamma \left( \frac{1}{R_x}+ \frac{1}{R_y} \right) \to \frac{2\gamma}{r} = p - p_0 [/tex]
    gdzie [tex] R_x, R_y [/tex] to promienie krzywizny powierzchni w dwóch prostopadłych kierunkach [tex]x, y[/tex], zaś [tex] \gamma [/tex] to współczynnik.
  3. Stąd
    [tex] \gamma = \frac{1}{2}r\Delta p = 0,08 [\frac{N}{m}] [/tex]

Należy pamiętać, że bańka mydlana ma dwie powierzchnie "mydlane" - wewnętrzną i zewnętrzną. Stąd [tex] 2 [/tex] przy współczynniku napięcia powierzchniowego [tex] \gamma [/tex] oraz założenie o równym promieniowi krzywizny [tex] r [/tex].

Zobacz obrazek Sappho24680