Залача по колоидной химии Определите поверхностное натяжение бензола при 293, 313 и 333 К, считая, что полная поверхностная энергия не зависит от температуры и для бензола составляет 61,9 мДж/м2. Температурный коэффициент поверхностного натяжения do /dT= - 0,13 мДж/м2-К.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения поверхностного натяжения бензола при различных температурах можно использовать линейную зависимость между поверхностным натяжением и температурой, исходя из заданного температурного коэффициента.

Формула, по которой будем проводить расчет, выглядит следующим образом:

[
\gamma(T) = \gamma(0) + \left( \frac{d\gamma}{dT} \right) \cdot (T - T_0)
]

где:

(\gamma(T)) — поверхностное натяжение при температуре (T),(\gamma(0)) — поверхностное натяжение при некоторой опорной температуре (T_0),(\frac{d\gamma}{dT}) — температурный коэффициент поверхностного натяжения,(T) — абсолютная температура,(T_0) — опорная температура.

Определяем опорную температуру. Обычно фиксируем какую-либо температуру, при которой известно значение поверхностного натяжения. Предположим, что (\gamma(293 \, \text{K}) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2) (так как именно эта температура используется в формулировке задачи как базовая).

Рассчитаем (\gamma) при других температурах:

Теперь подставим данные в формулу для каждой температуры:

При (T = 293 \, \text{K}):
[
\gamma(293) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2
]

При (T = 313 \, \text{K}):
[
\gamma(313) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2 + (-0,13 \, \text{мДж/м}^2/\text{К}) \cdot (313 - 293)
]
[
\gamma(313) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2 - 0,13 \cdot 20
]
[
\gamma(313) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2 - 2,6 \, \text{мДж/м}^2 = 59,3 \, \text{мДж/м}^2
]

При (T = 333 \, \text{K}):
[
\gamma(333) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2 + (-0,13 \, \text{мДж/м}^2/\text{К}) \cdot (333 - 293)
]
[
\gamma(333) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2 - 0,13 \cdot 40
]
[
\gamma(333) = 61,9 \, \text{мДж/м}^2 - 5,2 \, \text{мДж/м}^2 = 56,7 \, \text{мДж/м}^2
]

Таким образом, результаты для поверхностного натяжения бензола:

При (293 \, \text{K}) — (61,9 \, \text{мДж/м}^2)При (313 \, \text{K}) — (59,3 \, \text{мДж/м}^2)При (333 \, \text{K}) — (56,7 \, \text{мДж/м}^2)