การหาค่าความตึงผิวโดยวิธีหยดของเหลว : ผลของเส้นผ่านศูนย์กลางของเข็มหยด

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบชุดการทดลองหาค่าความตึงผิวของของเหลวโดยวิธีหยดน้ำเพื่อนำไปใช้ในการ
จัดการเรียนการสอนในระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย หรือระดับอุดมศึกษา โดยอาศัยภาพถ่ายของหยดน้ำและหลักการผลต่างของความดันในของเหลวจากสมการยัง-ลาปลาซในการคำนวณ ชุดการทดลองประกอบด้วยเข็มฉีดยาที่ตัดปลายตรง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.60, 0.80 และ 1.2 mm หลอดไฟ และโทรศัพท์มือถือ ในการทดลองจะหยดน้ำกลั่นจากเข็มฉีดยาขนาดต่างกัน ถ่ายภาพหยดน้ำและนำภาพที่ได้มาวัดระยะ D_E และ D_S ด้วยโปรแกรมอิมเมจเจ ซึ่งระยะ D_E
แทน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางส่วนที่กว้างที่สุดของหยดน้ำ และ D_S แทน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ณ ตำแหน่งที่วัดจากจุดต่ำสุดของหยดน้ำที่อยู่ห่างเป็นระยะ D_E พอดี จากผลการวัดและค านวณพบว่า เส้นผ่านศูนย์กลางของหัวหยดที่ใช้หยดของเหลวไม่มีผลต่อค่าความตึงผิวของของเหลว แต่รูปทรงของหยดน ้าจะมีผลต่อค่าความตึงผิว โดยผลต่างของ D_E
กับ D_S จากภาพถ่ายหยดน้ำที่หยดจากหัวหยดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.60, 0.80 และ 1.2 mm มีค่าอยู่ในช่วง 0.080– 0.10 mm นอกจากนี้ภาพหยดน้ำที่ให้ค่าความตึงผิวใกล้เคียงกับค่าอ้างอิงมากที่สุด ควรเป็นภาพถ่ายหยดน้ำขณะที่หยดน้ำกำลังจะหลุดออกจากปลายหัวหยด ซึ่งเป็นจุดที่เกิดความสมดุลระหว่างแรงตึงผิวและแรงโน้มถ่วงที่กระทำกับตัวหยดน้ำ โดยที่ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของ เข็มฉีดยา และปริมาณของน ้าที่ใช้ ไม่ส่งผลต่อค่าความตึงผิวที่คำนวณได้จากวิธีนี้