Капиллярные трубки
73,53
Гольдштейн
Ztschr. Phys. Chem., V, p. 233, 1890
”
”
73,82
Рамзей и Шилдс
Ztschr. Phys. Chem., XII, p. 433, 1893
”
”
71,67
Квинке
Wled. Ann., LII, p. 1, 1894
”
”
73,3-77,8
Фолькман
Wied. Ann., LVI, p. 457, 1895
”
”
73,72
Домке
Wise. Abh. d. K. Norm. Alch-Komm., III, 1902
”
”
73,92
Грабовский
Dies., Köntgsberg, 1904
”
”
73,71
Сентис
Tèftse, Grenoble, 1897
Капиллярные трубки
(виртуальные)
74,24
Холл
Phil. Mag. (5), XXXVI, p. 385, 1893
Уравновешивание сил
поверхностного натяжения
73,90
Форк
Ann. d. Phys., XVII, p. 744, 1905
⎫
⎬
⎭
Измерение давления
в пузырьках воздуха
77,25
Злобицкий
Rozpr. Akad. Krakow, S. 3, T VI, A, p 181, 1906
73,70
Рэлей
Phil. Mag., XXX, p. 386, 1890
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
Капиллярные волны
(бегущие)
74,88
Дорсей
Phil. Mag., XLIV, p. 309, 1897
74,08
Ватсон
Phys. Rev., XII, p. 257, 1901
75,15
Коловрат-Червинский
J. d. Russ. Phys., XXXVI, p. 265, 1904
73,22
Кален
Ann. d. Phys., VII, p. 440, 1902
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
Капиллярные волны
(стоячие)
74,67
Грунмах
Wise. Abh. d. K. Norm. Alch-Komm., III, 1902
76,35
Брюммер
Dies. Rostock, 1903
75,39
Левенфельд
Dies., Rostock, 1904
75,78
Педерсен
Trans. Roy. Soc., A 207, p. 341, 1907
Колебания струи
74,76
* From the papers in whitch the surface-tension is no given at 12°C, T12 is calculated by means of the formula Tt=T0(1-0,0020t) (the temperature-coefficient being known with sufficient accuracy for this purpose)
Во всех приведённых экспериментах использовалась водопроводная вода. Было произведено исследование, имевшее целью выяснить отличия, которые дало бы использование дистиллированной воды вместо водопроводной. С этой целью два больших резервуара были наполнены соответственно водопроводной и дистиллированной водой. После того как была достигнута одинаковая температура содержимого обоих резервуаров, совершенно одинаковым образом были произведены измерения длины волны в струях, полученных от каждого резервуара. Для этого оба резервуара поочерёдно соединялись с сосудом А (рис. 1) с помощью сифона. Эксперименты, повторенные несколько раз, продемонстрировали отсутствие каких-либо существенных различий между двумя трубками. Этот результат также следовало ожидать, исходя из более ранних исследований коэффициента поверхностного натяжения воды.
Продолжая теперь сравнение значений этой величины с теми, которые получены в других работах, мы не будем пытаться дать полный обзор весьма обширной литературы, посвящённой этому вопросу. В табл. 6 включено лишь несколько результатов, относящихся к исследованиям последних лет, которые содержат наиболее важные данные о коэффициенте поверхностного натяжения.
Эта таблица демонстрирует существенные различия между данными, найденными разными исследователями. Наиболее существенным эффектом, который может служить для объяснения этих различий, является чистота поверхности жидкости, потому что коэффициент поверхностного натяжения очень существенно понижается, когда эта поверхность загрязнена даже исключительно малым количеством посторонних веществ. Эта обстоятельство, однако, не объясняет тех различий, которые были получены авторами, применявшими одинаковые методы очистки поверхности (например, Грунмах и Калэн; Форк и Злобицкий).
Тот факт, что разные авторы (например, Фолькман, Дорсей, Форк), работавшие по различным методикам, получили очень хорошее согласие между результатами отдельных своих экспериментов, представляется свидетельством того, что коэффициент поверхностного натяжения тщательно очищенной поверхности является величиной существенно постоянной. Это предположение, далее, подтверждается тем обстоятельством, что некоторые авторы (Калэн, Дорсей и др.) не нашли сколько-нибудь существенного уменьшения коэффициента поверхностного натяжения в течение времени проведения экспериментов.
Результаты исследований А. Поккельс 1, Рэлея 2 и Ф. Нансена 3 по влиянию загрязнений на поверхностное натяжение воды также убеди тельным образом свидетельствуют в пользу приведённых утверждений.
1 А. Росkеls. Nature, XLIII, 437; XLVI, 418; XLVIII, 152; Ann. d. Phys., VIII, 854.
2 Rayleigh. Phil. Mag., 1899, XLVIII, 321.
3 F. Nansen. Norweg. North. Polar. Exped. Scient. Results, 1900, 10.
Вследствие изложенного выше можно думать, что бо́льшая часть рассмотренных отклонений должна объясняться не истинными различиями в величине коэффициента поверхностного натяжения, а различиями методов, использованных при измерении этой величины.
Теперь мы более внимательно продолжим рассмотрение некоторых из упомянутых исследований и сравним их результаты с результатами, полученными в настоящей работе.
Мы начнём с исследований Педерсена, поскольку проведенное им определение коэффициента поверхностного натяжения воды осуществлялось тем же методом (колебания струи), который использовался нами. Педерсен получил, как показывает табл. 6, значение, заметно превышающее (примерно на 2%) найденное в настоящей работе. Поскольку, однако, он не исследовал изменения длины волны, а определил её как некоторое среднее значение на участке струи, расположенном на сравнительно небольшом расстоянии от отверстия, причина расхождений между его и нашими результатами, вероятно, заключается в том, что Педерсен использовал слишком малое значение длины волны (см. стр. 38).
Среди других методов определения коэффициента поверхностного натяжения наиболее часто используются методы капиллярной трубки и капиллярных волн; они представляются наиболее важными.
Из экспериментальных работ, проводившихся с помощью первого из упомянутых методов, нужно особо отметить работу Фолькмана, имея в виду прекрасную воспроизводимость его результатов, достигнутую благодаря особо тщательному измерению размеров трубок и их промывке. Эта воспроизводимость, независимая от размеров трубок и сорта стекла, не лишает оснований критику результатов, которые можно получить с помощью метода капиллярных трубок. Как видим, Фолькман нашёл значение коэффициента поверхностного натяжения, которое очень мало отличается от полученного автором: различие составляет примерно 0,7%.
Как видно из табл. 6, большое число исследований было в последнее время проведено методом капиллярных волн. Мы видим, что величины, найденные с помощью этого метода, обычно превышают величины, определённые в данной работе. Взаимная согласованность результатов определений искомой величины в различных исследованиях не очень удовлетворительна. По мнению автора, это объясняется тем, что во многих случаях экспериментальные условия существенно не соответствовали предположениям, принятым при выводе теоретических формул. Сейчас мы попробуем показать, что здесь имеется в виду.
