รูปที่ 19.13 แสดงภาคตัดขวางตามแนวดิ่งของห่วงวงกลม จากรูปที่ 19.10
จากรูปที่ 19.13 จะเห็นได้ว่า ผิวของเหลวที่สัมผัสกับห่วงวงกลมจะอยู่ในแนวดิ่ง และเส้นขอบของห่วงวงกลมที่สัมผัสกับผิวของเหลวมีอยู่ 2 ขอบ คือ ขอบในและขอบนอกของห่วงวงกลม ดังนั้น ทิศของแรงตึงผิวของของเหลวที่กระทำต่อห่วงวงกลมจะมีทิศตามหัวลูกศรสีดำ 4 เส้น นั่นคือ ขนานกับผิวของเหลวและตั้งฉากกับเส้นขอบที่ห่วงวงกลมสัมผัสอยู่
ในของเหลวชนิดเดียวกัน แรงตึงผิวที่กระทำต่อวัตถุชนิดเดียวกันแต่มีรูปร่างไม่เหมือนกันจะมีขนาดไม่เท่ากัน แต่อัตราส่วนระหว่างแรงตึงผิวต่อความยาวของผิวของเหลวที่ขาดในของเหลวชนิดเดียวกันจะมีค่าเท่ากันเสมอ ไม่ว่าวัตถุที่ถูกดึงขึ้นจากผิวของเหลวจะมีรูปร่างเป็นอย่างไรก็ตาม อัตราส่วนนี้ถูกเรียกว่า ความตึงผิวของของเหลว ดังนั้น จะได้ว่า
โดย 
คือ ความตึงผิวของของเหลว (นิวตันต่อเมตร)
F คือ ขนาดของแรงตึงผิว (นิวตัน)
L คือ ความยาวของผิวของเหลวที่ขาด (เมตร)
จากรูปที่ 19.13 เราสามารถหาความตึงผิวของของเหลวในภาชนะรูปทรงกระบอกได้ ดังนี้ เมื่อห่วงวงกลมถูกยกขึ้นมาเสมอผิวของเหลวแล้ว จึงให้แรง F กระทำต่อห่วงวงกลมในทิศ ดังรูป และเนื่องจากทิศของแรงตึงผิวที่กระทำต่อห่วงวงกลมตรงกันข้ามกับทิศของแรง F การที่ห่วงวงกลมสามารถหลุดจากผิวของเหลวได้ แสดงว่าแรงตึงผิวของของเหลวนี้เท่ากับ F
สำหรับเส้นขอบของห่วงวงกลมที่สัมผัสกับผิวของเหลวก่อนที่จะหลุดจากผิวของเหลวมีอยู่ 2 ขอบ คือ ขอบในและขอบนอกของห่วงวงกลม ดังนั้น ถ้า R คือรัศมีเฉลี่ยของห่วงวงกลมนี้ เราจะได้ว่าความยาวของผิวของเหลวที่ขาดขณะที่ห่วงวงกลมหลุดจากผิวของเหลวจะเท่ากับ
ดังนั้น จากสมการที่ (19.7) สามารถนำมาหาความตึงผิวของของเหลวได้ ดังนี้
แหล่งอ้างอิง : หนังสือ Concept in Physics ม.ปลาย โดย ดร. ณสรรค์ ผลโภค เรื่อง "ความตึงผิว" หน้า 481 - 482
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น