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4. Theoretische Grundlagen
Für die Messung von Viskositäten können Kugelfallviskosimeter,
Kapillarviskosimeter, oder auch Rotationsviskosimeter verwendet werden. Dabei
müssen die Untersuchungen bei einer konstanten Temperatur vorgenommen werden,
da bei Flüssigkeiten die Viskosität η mit steigender Temperatur stark abnimmt.
4.2.1.2 Oberflächenspannung
Die Grenzflächenspannung γ bzw. Oberflächenspannung σ ist diejenige mechanische
Energie, die erforderlich ist, um eine Grenzfläche eines gegebenen Systems um eine
Flächeneinheit zu vergrößern. Deshalb ist die Einheit der Oberflächenspannung Kraft
pro Längeneinheit. Als Oberflächenspannung wird der Phasenübergang zwischen
einer gasförmigen und einer festen bzw. flüssigen Komponente bezeichnet. Sie
entsteht durch die intermolekularen Anziehungskräfte der Flüssigkeitsmoleküle
untereinander. Ein Flüssigkeitsteilchen an der Oberfläche (b), das nur zum Teil von
Teilchen aus dem Inneren der Flüssigkeit angezogen wird, verfügt über eine erhöhte
potentielle Energie gegenüber Teilchen im Inneren (a), auf die aus allen Richtungen
gleichstarke zwischenmolekulare Kräfte wirken, siehe Abbildung 4.5. Diese Kräfte
sind an der Oberfläche nicht ausgeglichen.
Abbildung 4.5: Zwischenmolekulare Kräfte [Falbe et al. 1992]
Eine Flüssigkeit ist bestrebt, ihre Oberfläche zu verkleinern und damit die
Oberflächenenergie zu minimieren. Deshalb versuchen Tröpfchen die energetisch
günstigste Form, die Kugelform, anzunehmen. Die Oberflächenenergie wird dabei in
Wärme umgewandelt.
Die Oberflächenspannungen kann mit verschiedensten Methoden gemessen
werden. Die gebräuchlichsten Verfahren sind Kraftmessverfahren (Drahtbügel-, Ring-
, Wilhelmy-Platte-Methode), Druckmessverfahren (Blasendruck-, Kapillarsteigmethoden),
geometrische Verfahren (hängender Tropfen, liegender Tropfen,