طريقة حلقة دو نوي

في علم الأسطح ، تُعدّ طريقة حلقة دو نوي تقنية لقياس التوتر السطحي للسوائل . وقد اقترح هذه التقنية بيير لوكونت دو نوي عام ١٩٢٥. ^{[ ١ ]} يُجرى القياس باستخدام مقياس توتر القوة ، الذي يستخدم عادةً ميزانًا إلكترونيًا لقياس القوة الزائدة الناتجة عن سحب السائل لأعلى، ويقوم تلقائيًا بحساب وعرض قيمة التوتر السطحي المقابلة لهذه القوة. في السابق، كانت موازين أسلاك الالتواء شائعة الاستخدام.

تتضمن هذه الطريقة رفع حلقة، غالباً ما تكون مصنوعة من البلاتين، ببطء من سطح سائل. يتم قياس القوة، F ، اللازمة لرفع الحلقة من سطح السائل، ويتم ربطها بتوتر سطح السائل γ :

${\displaystyle F=w_{\text{ring}}+2\pi \cdot (r_{\text{i}}+r_{\text{a}})\cdot \gamma ,}$

حيث يمثل r_{_i} نصف قطر الحلقة الداخلية للغشاء السائل المسحوب، ويمثل r_{_a} نصف قطر الحلقة الخارجية للغشاء السائل. ^{[ 2 ]} يمثل w_{_ring} وزن الحلقة مطروحًا منه قوة الطفو الناتجة عن الجزء من الحلقة الموجود أسفل سطح السائل. ^{[ 3 ]}

عندما يكون سمك الحلقة أصغر بكثير من قطرها، يمكن تبسيط هذه المعادلة إلى

${\displaystyle F=w_{\text{ring}}+4\pi R\gamma ,}$

حيث R هو متوسط ​​نصف القطر الداخلي والخارجي للحلقة، أي${\displaystyle (r_{\text{i}}+r_{\text{a}})/2.}$^{[ 3 ] [ 4 ]}

تُستخدم القوة القصوى في الحسابات، ويلزم استخدام عوامل تصحيح محددة تجريبياً لإزالة التأثير الناتج عن القطر المحدود للحلقة:

${\displaystyle F=w_{\text{ring}}+4\pi R\gamma f,}$

حيث يمثل f عامل التصحيح.

تشمل عوامل التصحيح الأكثر شيوعًا عوامل تصحيح زويديما-واترز (للسوائل ذات التوتر السطحي المنخفض)، وعوامل تصحيح هوه-ماسون (التي تغطي نطاقًا أوسع من زويديما-واترز)، وعوامل تصحيح هاركنز-جوردان (أكثر دقة من هوه-ماسون، مع تغطيتها لأكثر السوائل استخدامًا). ^{[ 5 ]}

يُعبَّر عن التوتر السطحي ومعاملات التصحيح بالصيغة التالية:

${\displaystyle \gamma ={\frac {F}{4\pi R}}f,}$

حيث γ هو التوتر السطحي، و R هو متوسط ​​نصف قطر الحلقة، و f هو عامل التصحيح.

• تقنية السقوط الساكن
• طبق ويلهلمي

• فيديو يعرض جهاز قياس التوتر السلكي الكلاسيكي من نوع دو نوي
• صورة لمقياس التوتر السلكي الكلاسيكي من نوع دو نوي (المعاهد الوطنية للصحة)