8/8/2019 Surface Tension of Molten Metals
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58PHYSICS: E . E . LIBMANo f t h e X - r a y beam a n d A i s t
h e s e m i - a n g l e o f t h e c o n e . T h i s e q u a t i o
ng i v e s t h e f o r m o f t h e l o n g i t u d i n a l d i s t
r i b u t i o n v e r y s a t i s f a c t o r i l y .
E q u a t i o n s ( 1 ) t o ( 3 ) r e q u i r e , m o r e o v e
r , t h a t t h e a m o u n t o f t h e s c a t t e r i n ga n d ,
t h e r e f o r e , t h e s p a c e - d i s t r i b u t i o n d e p
e n d u p o n b o t h T a n d Z . T h er e s u l t s o f A u g e r
g i v e n i n f i g u r e 1 s h o w t h i s t o b e t h e c a s e ,
a s d o a l s o t h er e s u l t s o f o t h e r o b s e r v e r s
. P r o o f o f t h i s a s w e l l a s o f t h e o t h e r c o n s
i d e r a -t i o n s h e r e p r e s e n t e d w i l l b e p u b l
i s h e d i n d e t a i l e l s e w h e r e .We c o n c l u d e , t
h e r e f o r e , t h a t t h e t h e o r y o f n u c l e a r s c a
t t e r i n g t o g e t h e r w i t ht h e a s s u m p t i o n t h
a t t h e e l e c t r o n s a l l s t a r t f r o m t h e p a r e n
t a t o m i n t h e s a m ed i r e c t i o n e x p l a i n s i n a
s a t i s f a c t o r y way a l l t h e d e t a i l s o f t h e o b
s e r v e d s p a c e -d i s t r i b u t i o n o f t h e p h o t o
- e l e c t r o n s e j e c t e d b y X - r a y s .1 W i l s o n ,
C . T . R . , P r o c . R o y . S o c . , 1 0 4 , , 1 9 2 3 ( 1 - 2
4 ) .2 A u g e r , P . , a n d C . R . , P a r i s A c a d . S c i
. , 1 7 8 , 1 9 2 4 ( 9 2 9 - 9 3 1 , 1 5 3 5 - 1 5 3 6 ) ; J . P h
y s .R a d . , 8 , 1 9 2 7 ( 8 5 - 9 2 ) .3 B o t h e , W . , Z s .
P h y s . , 2 6 , 1 9 2 4 ( 5 9 - 7 3 ) .4 B u b b , F . W . , P h
y s . R e v . , 2 3 , 1 9 2 4 ( 1 3 7 - 1 4 3 ) .5 L o u g h r i d
g e , D . H . , I b i d . , 2 6 , 1 9 2 5 ( 6 9 7 - 7 0 0 ) ; s e c
o n d p a p e r i n p r e s s .6 K i r c h n e r , F . , P h y s .
Z s . , 2 7 , 1 9 2 6 ( 3 8 5 - 3 8 9 ; 7 9 9 - 8 0 1 ) .7 W a t s
o n , E . C . , i n p r e s s .8 B u b b , F . W . , P h i l . M a
g . , 4 9 , 1 9 2 5 ( 8 2 4 - 8 3 8 ) .9 B o t h e , W . , Z s . P
h y s . , 2 6 , 1 9 2 4 ( 7 4 - 8 4 ) .
1 0 A u g e r , P . a n d P e r r i n , F . , C . R . , P a r i
s A c a d . S c i . , 1 8 0 , 1 9 2 5 ( 1 7 4 2 - 1 7 4 5 ) ; J o u
r .P h y s . R a d . , 8 , 1 9 2 7 ( 9 3 - 1 1 1 ) ; A u g e r , C
. R . , P a r i s A c a d . S c i . , 1 8 0 , 1 9 2 5 ( 1 9 3 9 - 1
9 4 2 ) .1 1 W e n t z e l , G . , Z s . P h y s . , 4 0 , 1 9 2 6
( 5 7 4 - 5 8 9 ) .
1 2 B e c k , G . , I b i d . , 4 1 , 1 9 2 7 ( 4 4 3 - 4 5 2 )
.1 3 A u g e r , P . , J . P h y s . R a d . , 8 , 1 9 2 7 ( 8 5 -
9 2 ) .1 4 S e e R u t h e r f o r d a n d C h a d w i c k , P h i
l . M a g . , 5 0 , 1 9 2 5 ( 8 8 9 ) a n d r e f e r e n c e s t h
e r e g i v e n .1 5 S c h o n l a n d , B . F . J . , P r o c . R
o y . S o c . , 1 1 3 , 1 9 2 6 ( 8 7 - 1 0 6 ) .
SURFACE TENSION OF MOLTEN METALS. I . C O P P ERBy E A R L E . L
I B M A N '
DBPARTMgNT OF P H Y S I C S , U N I V Z R S I T Y O F I L L I N
O I SC o m m u n i c a t e d J u n e 2 7 , 1 9 2 7
E x c e p t f o r t h o s e t h a t m e l t a t t e m p e r a t
u r e s s u f f i c i e n t l y l o w t o a l l o wt h e u s e o f
g l a s s v e s s e l s , n o a c c u r a t e d a t a a r e a v a i
l a b l e c o n c e r n i n g t h es u r f a c e t e n s i o f i s
o f t h e m e t a l s . T h e w r i t e r i s e n g a g e d i n d e
t e r m i n i n gt h e c a p i l l a r y c o n s t a n t s o f t h
e m e t a l s t h a t m e l t a b o v e 9 0 0 C . a n d t h ep r e
s e n t p a p e r i s a n a b s t r a c t o f t h e w o r k o n c o
p p e r s o o n t o b e p u b l i s h e di n d e t a i l a s a n E
n g i n e e r i n g E x p e r i m e n t S t a t i o n B u l l e t i
n o f t h e U n i v e r s i t yo f I l l i n o i s .T h e o r y . -
T h e s u r f a c e o f a l i q u i d i n c o n t a c t w i t h a v
e r t i c a l p l a n e w h i c hi t d o e s n o t w e t i s d e p
r e s s e d . T h e m a g n i t u d e o f t h i s d e p r e s s i o
n h ( s e eF i g . 1 ) i s g i v e n b y t h e e q u a t i o n
5 8 8 P R O C . N . A . S .
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a 2 rH + C-cos 0C = [ r a + { 2 ( a 2 -m 2 r 2 ) s / 2 / 3 m 2 r
} - 2 a 3 / 3 m 2 r ] / ( - c o s 0 ) ( 2 ) 2a = a 2 m 2 / Hml2=
[rH4 ]rin2j.
We h a v e t h u s t w o e q u a t i o n s i n t w o u n k n o w
n s , a 2 a n d 0 , a n d i f h a n dH a r e known we m a y c a l c
u l a t e a 2 .M e t h o d . - T h e v e r t i c a l p l a n e a n
d t h e t u b e a r e c o m b i n e d i n a s i n g l ec r u c i b
l e s h o w n i n f i g u r e s 1 a n d 2 . The m e t a l i s m e l
t e d i n t h i s c r u c i b l e i na h i g h vacuum m o l y b d e
n u m wound f u r n a c e . An X - r a y p i c t u r e i s t a k e
nt h r o u g h t h e e n t i r e f u r n a c e a n d t h e p h o t
o g r a p h t h u s o b t a i n e d ( F i g . 3 ) i sm e a s u r e
d . F r o m t h e m e a s u r e m e n t s o f h a n d H t h e c a p
i l l a r y c o n s t a n ta 2 i s c a l c u l a t e d . The f u r
n a c e i s p i c t u r e d i n f i g u r e 4 .T h e f u r n a c e
i s o p e r a t e d a t a vacuum w h i c h a t l o w h e a t s i s
a b o u t 1 0 - 7m m . o f H g , a n d a t h i g h t e m p e r a t
u r e ( a b o u t 1 4 0 0 C . ) i s n e v e r p o o r e r t h a n1
0 - 3 m m . o f H g . T h e t e m p e r a t u r e i s m e a s u r e
d b y m e a n s o f t h e r e -s i s t a n c e o f t h e m o l y b
d e n u m f u r n a c e w i n d i n g . T h e m e t a l a t a h i g
h r e dh e a t i s t r e a t e d w i t h h y d r o g e n t o o b v
i a t e o x i d a t i o n . D u r i n g t h e e x p e r i -m e n t
s t h e m e t a l c o n t i n u a l l y d i s t i l l s , c o n d e
n s e s u p o n t h e w a l l s a n d c o v e ro f t h e c r u c i
b l e a n d r u n s down a g a i n s o t h a t t h e r e s u l t s
o b t a i n e d a r e f o rt h e m e t a l i n c o n t a c t o n l
y w i t h i t s own v a p o r .T h e X - r a y e q u i p m e n t c
o n s i s t s o f a V i c t o r u n i v e r s a l t u b e s u p p l
i e d b ya l a r g e 2 0 k w . G . E . f o u r - k e n o t r o n r
e c t i f y i n g s e t . A p p l i e d t o H g , t h em e t h o d
g a v e r e s u l t s f o r t h e s u r f a c e t e n s i o n r a n
g i n g f r o m 4 7 2 t o 4 8 0 d y n e sp e r c m . , w h i c h i
s i n g o o d a g r e e -ment w i t h t h e l i t e r a t u r e .
Thed i f f i c u l t i e s d u e t o s u r f a c e c o n -t a m i n
a t i o n b y g r e as e a t o r d i n a r yt e m p e r a t u r e s
, a n d t o w h i c h t h eu n c e r t a i n t y i n t h e p u b l
i s h e d d a t af o r m e r c u r y i s d u e , a r e n o t p r e
s -e n t a t h i g h t e m p e r a t u r e .M e a s u r e m e n t s
w e r e made f r o mt h e m e l t i n g p o i n t t o 1 3 0 0 C . o
nt w o s a m p l e s o f c o p p e r , o n e o fg r e a t p u r i t
y a n d a n o t h e r n o t s op u r e , i n o r d e r t o d e t e
r m i n e t h ee f f e c t o f s l i g h t c o n t a m i n a t i o
n .
4 1 1 : 1 1 1 1 1. . ,. ..--z l l - l
I I I IFIGURE 5T h e p u r e c o p p e r w a s " c . p . " m a t
e r i a l f r o m B a k e r a n d Company w h i c h ,a f t e r t h
e e x p e r i m e n t s , g a v e o n a n a l y s i s a t o t a l o
f 0 . 0 1 9 % o f i m p u r i t i e s ,m o s t l y F e 2 O 3 a n d
A 1 2 0 3 . I t w a s o r i g i n a l l y i n s h ; o t f o r m a n
d w a s m e l t e d
V o L . 1 3 , 1 9 2 7 PHYSICS: E . E . LIBMAN 5 9 1
8/8/2019 Surface Tension of Molten Metals
5/5
PHYSICS: A . K . BREWERi n a n a t m o s p h e r e o f h y d r o
g e n t o o b v i a t e o x i d a t i o n . A b l o c k w a s c u t
f r o mt h e c e n t e r o f a l a r g e c y l i n d e r t h u s o
b t a i n e d .
T h e i m p u r e s a m p l e , a n a l y z e d , a f t e r t h
e e x p e r i m e n t s , g a v e F e 2 O 3 A 1 2 0 s ,0 . 0 7 % ,
S i O 2 , 0 . 0 4 % . The r e s u l t s o b t a i n e d a r e g i v
e n b e l o w.PURS COPPER IMPURI COPPBRTOTAL IMPURITIgS 0.019%
TOTAL IMPURITISS 0.11%a t a2
1 0 8 3 0 . 3 0 8 + 0 . 0 0 1 7 1 0 8 3 0 . 3 0 11 0 9 3 0 . 3 0
8 0 . 0 0 1 7 1 0 9 7 0 . 2 9 91 1 4 6 0 . 3 0 4 0 . 0 0 1 7 1 1 1
0 0 . 3 1 5 ( ? )1 2 1 0 0 . 3 0 5 0 . 0 0 1 7 1 1 6 0 0 . 2 9 21 2
7 1 0 . 3 0 4 0 . 0 0 1 7 1 1 9 5 0 . 2 9 01 3 1 8 0 . 2 9 7 0 . 0
0 1 7 . 1 2 2 0 0 . 2 8 7
1 3 3 5 0 . 2 7 5T h e p r o b a b l e e r r o r o f a 2 f o r t
h e c a s e o f p u r e c o p p e r c a l c u l a t e d b y t h em
e t h o d o f l e a s t s q u a r e s i s 0 . 0 0 1 7 . N o t e t h
a t t h e e f f e c t o f i m p u r i t i e sb e c o m e s m o r e
p r o n o u n c e d a s t h e t e m p e r a t u r e r i s e s .T h
e r e s u l t s a r e p l o t t e d i n f i g u r e 5 .1 N A T I O
N A L R Z S s A R C H F E L L O W .2 S e e D e s a i n s , A n n .
c h i m . p h y s . ( 3 ) 5 1 , 4 1 7 ( 1 8 5 7 ) .
TH E RELATION BETWEEN TEMPERATURE AND WORKFUNCTION I N
THERMIONIC EMISSIONBy A . K r I T H B R } W Z R 1
NORMAN B R I D G E L A B O R A T O R Y OF P H Y S I C S , P A S
A D E N AC o m m u n i c a t e d J u l y 1 5 , 1 9 2 7
I n a r e c e n t a r t i c l e i n t h e s e P R O C 1 V D I N
G S 2 i t was s h o w n t h a t some s o r t so f i o n i z a t i o
n a c c o m p a n y i n g c h e m i c a l a c t i o n n o t o n l y
f o l l o w e d t h e R i c h -a r d s o n e q u a t i o n , b u t
p o s s e s s e d s u c h o t h e r p r o p e r t i e s i n c o m m
o n w i t ht h e r m i o n i c e m i s s i o n a s t o s u g g e s
t t h a t t h e y m i g h t b e l o o k e d u p o n a ss p e c i a
l c a s e s o f t h e l a t t e r .U n d e r t h e c o n d i t i o
n s i n w h i c h i o n s were f o r m e d a t a s u r f a c e o n
l y whenc h e m i c a l a c t i o n was t a k i n g p l a c e , d i
s t i n c t r e l a t i o n s h i p wa s s h o w n t oe x i s t b e
t w e e n t h e d i f f e r e n c e i n t e m p e r a t u r e o f e
m i s s i o n o f t h e p o s i t i v ea n d n e g a t i v e i o n
s ( 6 T ) a n d t h e d i f f e r e n c e i n t h e i r w o r k f u
n c t i o n s ( b b ) a sd e t e r m i n e d b y t h e u s u a l t
r e a t m e n t o f an e q u a t i o n o f t h e R i c h a r d s o
n f o r m .I t i s t h e p u r p o s e o f t h e p r e s e n t p a
p e r t o s h o w t h a t an i n t e r d e p e n d e n c ea l s o e
x i s t s b e t w e e n t h e d i f f e r e n c e i n t e m p e r a
t u r e ( 8 T ) a n d , t h e d i f f e r e n c ei n w o r k f u n
c t i o n ( b b ) f o r t h e p o s i t i v e a n d n e g a t i v e
t h e r m i o n i c c u r r e n t sf r o m a g i v e n s u r f a c
e i n t h e p r e s e n c e o f v a r i o u s g a s e s .
P R O C . N . A . S . '9 2
![Mixtures of Metals with Molten Salts [Disc 3]](https://img.pdfslide.us/doc/110x75/589702eb1a28ab8e1d8be1bc/mixtures-of-metals-with-molten-salts-disc-3.jpg)
