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Ultrasonic Velocity and Adiabatic Compressibility in Binary Mixtures of Chloroform and Diethyl Ether and of Chloroform and Acetone

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The ultrasonic velocity has been measured by an interferometric method at 4 MHz and 25 °C in mixtures of chloroform and diethyl ether and in mixtures of chloroform and acetone. From the measured velocities and the densities of the mixtures, the adiabatic compressibilities have been determined at 25 °C.

It has been shown that the values of the adiabatic compressibility, which can be calculated in intervals of the volume fraction φ2 of the second component by using the expression χS E(0) = a1 lg(Q′/V) + a2 where Q′ is a function of the inside surfaces in one mole of the substances S(ci) and V the molar volume of the mixture, are in fairly good agreement with the experimental values.

It has also been shown that the ultrasonic velocity in the mixtures in intervals of (n D 2 − 1)/(n D 2 + 2), where n D is the refractive index of the Na-D-line, is linearly dependent on this quantity. When (n D 2 − 1)/(n D 2 + 2) can be expressed as a power function of the volume fraction φ2 of the second component in intervals of φ2 it is possible to express the ultrasonic velocity as a function of the volume fraction φ2 of the second component, thus νu = b 1 Q 2 n + b 2.

Finally were the excess volumes FE and the excess adiabatic compressibilities χS E(0) compared

with each other and the empirical form

V E = (1 − x 2)x 2 Σ ap (1−2x 2) p − 1

was fitted to each set of results by the method of least squares.

Zusammenfassung

Die Ultraschallgeschwindigkeiten in Mischungen aus Chloroform und Diäthyläther bzw. Chloroform und Aceton wurden bei 4 MHz und 25 °C mit Hilfe einer interferometrischen Methode gemessen. Aus den gemessenen Geschwindigkeiten und den Dichten der Mischungen wurden die adiabatischen Kompressibilitäten bei 25 °C bestimmt. Die adiabatischen Kompressibilitäten können als Werte des Volumenbruchteils φ2 der zweiten Komponente unter Verwendung des Ausdrucks χS E(0) = a 1 lg(Q′/V) + a 2 berechnet werden, wobei Q′ eine Funktion der inneren Oberfläche eines Mols des Stoffes S(ci ) und V das Molvolumen der Mischung ist. Es wurde gezeigt, daß die berechneten Werte in ziemlich guter Übereinstimmung mit den experimentellen Werten stehen. Es wurde ebenso gezeigt, daß die Ultraschallgeschwindigkeit in den Mischungen innerhalb der Werte (n D 2 − 1)/(n D 2 + 2) linear abhangig von dieser Größe ist, wobei n D der Brechungsindex für die Na-D-Linie ist. Falls (n D 2 − 1)/(n D 2 + 2) als eine Potenzfunktion des Volumenbruchteils φ2 der zweiten Komponente in den Werten von φ2 ausgedrückt werden kann, ist es möglich, auch die Ultraschallgeschwindigkeit als eine Funktion des Volumenbruchteils φ2 der zweiten Komponente auszudrücken, also νu = b 1 φ2 n + b 2. Schließlich wurden die Zusatzvolumina V E und die adiabatischen Zusatzkompressibilitäten χS E(0) miteinander verglichen und die empirische Gleichung

V E = (1 − x 2)x 2 Σ ap (1−2x 2) p − 1

mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate an jeden Satz von Resultaten angepaßt.

Sommaire

On a mesuré à 4 MHz et 25 °C les vitesses de propagation des ondes ultrasonores dans les mélanges chloroforme-éther diéthylique et chloroforme-acétone. La compressibilité adiabatique a été déduite de la célérité du son et de la masse volumique.

L'expérience a permis de vérifier d'une maniere satisfaisante les valeurs de la compressibilité χS E(0) que l'on calcule, dans des intervalles donnes de la fraction volumique φ2 du second composant, par la formule χS E(0) = a 1 lg(Q′/V) + a 2Q′ est une fonction des surfaces internes molaires des substances S(ci ) et V le volume molaire du mélange.

On a montré également que la célérité ultrasonore dans les mélanges dépend linéairement du rapport (n D 2 − 1)/(n D 2 + 2) où n D est l'indice de réfraction de la raie D du sodium, du moins dans des intervalles de variation limitée de ce rapport. Si ce rapport peut s'exprimer comme fonction d'une puissance de la fraction volumique φ2 dans des intervalles limités de φ2 alors la célérité peut s'écrire νu = b 1 φ2 n + b 2 c'est-à-dire comme fonction linéaire d'une puissance de la fraction volumique φ2 du second composant.

Enfin on a comparé les volumes excédentaires V E et les compressibilités excedentaires χS E (0) ce qui a conduit à la formule empirique

V E = (1 − x 2)x 2 Σ ap (1−2x 2) p − 1

qui a été ajustée a chaque série de résultats expérimentaux au moyen de la méthode des moindres carrés.
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Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 1981

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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