La regla de Eötvös , que lleva el nombre del físico húngaro Loránd (Roland) Eötvös (1848-1919), permite predecir la tensión superficial de una sustancia pura líquida arbitraria a todas las temperaturas . Es necesario conocer la densidad , la masa molar y la temperatura crítica del líquido. En el punto crítico, la tensión superficial es cero.
El primer supuesto de la regla de Eötvös es:
1. La tensión superficial es una función lineal de la temperatura.
- Esta suposición se cumple aproximadamente para la mayoría de los líquidos conocidos. Al graficar la tensión superficial frente a la temperatura, se puede ver una línea bastante recta que tiene una tensión superficial de cero a la temperatura crítica.
La regla de Eötvös también da una relación del comportamiento de la tensión superficial de diferentes líquidos entre sí:
2. La dependencia de la temperatura de la tensión superficial se puede trazar para todos los líquidos de manera que los datos colapsen en una sola curva maestra. Para hacerlo, se debe conocer la masa molar, la densidad o el volumen molar del líquido correspondiente.
La regla de Eötvös
Si V es el volumen molar y T c la temperatura crítica de un líquido, la tensión superficial γ viene dada por [1]
donde k es una constante válida para todos los líquidos. La constante de Eötvös tiene un valor de 2,1 × 10 −7 J / (K · mol 2/3 ).
Se pueden obtener valores más precisos si se considera que la línea pasa normalmente por el eje de temperatura 6 K antes del punto crítico:
El volumen molar V viene dado por la masa molar M y la densidad ρ
El termino también se denomina "tensión superficial molar" γ mol :
Una representación útil que evita el uso de la unidad mol −2/3 viene dada por la constante de Avogadro N A :
Como demostraron John Lennard-Jones y Corner en 1940 mediante la mecánica estadística, la constante k ′ es casi igual a la constante de Boltzmann .
Agua
Para el agua, la siguiente ecuación es válida entre 0 y 100 ° C.
Histórico
Como estudiante, Eötvös comenzó a investigar la tensión superficial y desarrolló un nuevo método para su determinación. La regla de Eötvös se encontró por primera vez fenomenológicamente y se publicó en 1886. [2] En 1893, William Ramsay y Shields mostraron una versión mejorada considerando que la línea normalmente pasa el eje de temperatura 6 K antes del punto crítico. John Lennard-Jones y Corner publicaron (1940) una derivación de la ecuación mediante mecánica estadística . En 1945 EA Guggenheim dio una variante mejorada de la ecuación.
Referencias
- ^ "Tensión superficial por el método del anillo (método Du Nouy)" (PDF) . PHYWE . Consultado el 8 de septiembre de 2007 .
- ^ Eötvös, L. (1886). "Ueber den Zusammenhang der Oberflächenspannung der Flüssigkeiten mit ihrem Molecularvolumen" . Annalen der Physik . 27 (3): 448–459. Código Bibliográfico : 1886AnP ... 263..448E . doi : 10.1002 / yp.18862630309 . Citado en: Palit, Santi R. (1956). "Interpretación termodinámica de la constante de Eötvös". Naturaleza . 177 (4521): 1180. Código Bibliográfico : 1956Natur.177.1180P . doi : 10.1038 / 1771180a0 . S2CID 4296883 .