Blasendruck

Die Blasendruckmethode

Eine einfach anzuwendende Methode zur Bestimmung dynamischer Oberflächenspannungen ist das Verfahren des maximalen Blasendrucks.

Im Blasendrucktensiometer werden in der zu untersuchenden Flüssigkeit Gasblasen mit einer genau definierten Blasenbildungsrate erzeugt. Die Gasblasen gelangen über eine Kapillare mit bekanntem Radius in die Flüssigkeit. Bei diesem Vorgang durchläuft der Druck ein Maximum, dessen Wert von dem Messgerät erfasst wird.

Das folgende Ablaufschema illustriert den zeitlichen Verlauf der Druckkurve bei der Blasenbildung:

 

1. Die Blase wird gebildet. Der Druck liegt zunächst unterhalb des Maximaldrucks; der Krümmungsradius der Luftblase ist größer als der Kapillarradius.

2. Die Druckkurve durchläuft ein Maximum. Der Radius der Luftblase ist an dieser Stelle gleich dem der Kapillare; die Luftblase ist genau halbkugelförmig. Zwischen dem gemessenen Maximaldruck  P_{max} , dem hydrostatischen Druck in der Kapillare P_0, dem Innenradius  r der Kapillare und der Oberflächenspannung  \sigma  gilt folgende Beziehung:

 \sigma = \frac {(P_{max} - P_0) \cdot r}{2}

 

3. Nach dem Maximum beginnt die "Totzeit" der Messung. Der Druck nimmt wieder ab, der Radius der Luftblase wird weiterhin größer.

4. Schließlich löst sich die Blase von der Kapillare ab und steigt nach oben. Der Zyklus beginnt wieder von vorn mit der Bildung der nächsten Luftblase.
    
Hier sehen Sie zwei animierte Darstellungen dieser Messmethode: