14397

Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей

Лабораторная работа

Физика

Отчет по работе № 61 €œОпределение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей€ Цель работы: измерить коэффициента поверхностного натяжения воды и растворов спирта в воде в зависимости от концентрации. Будем рассматривать два различных задания для определен...

Русский

2013-06-04

307 KB

4 чел.

Отчет по работе № 61

“Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей”

Цель работы: измерить коэффициента поверхностного натяжения воды и растворов спирта в воде в зависимости от концентрации.

Будем рассматривать два различных задания для определения коэффициента. Опыты производились при температуре 21 градус Цельсия и давлении 768,5мм.рт.ст.

 Задание 1: метод компенсации разности давлений поверхностного слоя жидкости.

Установка:

где А – исследуемая жидкость; В – широкая стеклянная трубка и стакан с водой для изменения давления; С – капиллярная трубка; h – разность уровней в манометре.

Добавочное давление в капилляре , где  - коэффициент поверхностного натяжения,  - внутренний радиус капиллярной трубки. При помощи микроскопа (цена деления 0,05 мм.) был измерен данный радиус см. Избыток давления в системе , где d – плотность жидкости, налитой в манометр, в данном случае это вода и d = 1,0 г/см., g = 981,9 см/сек – ускорение силы тяжести. Получается, что .

Таблицы показаний:

h1 (см)

h1 (см)

h2 (см)

h2 (см)

h3 (см)

h3 (см)

h4 (см)

h4 (см)

1

2,4

0,02

1,4

0,06

1,4

0,06

1,1

0,02

2

2,5

0,08

1,4

0,06

1,5

0,04

1,2

0,08

3

2,3

0,12

1,3

0,04

1,4

0,06

1,0

0,12

4

2,4

0,02

1,4

0,06

1,6

0,14

1,1

0,02

5

2,5

0,08

1,2

0,14

1,4

0,06

1,2

0,08

Среднее

2,42

0,07

1,34

0,07

1,46

0,07

1,12

0,07

а1* 

а1*

а2*

а2 *

а3 *

а3*

а4*

а4*

1

70,7

0,6

41,3

1,8

41,3

1,8

32,4

1,3

2

73,6

2,3

41,3

1,8

44,2

1,1

35,4

4,3

3

67,8

3,5

38,3

1,2

41,3

1,8

29,5

1,6

4

70,7

0,6

41,3

1,8

47,2

4,1

32,4

1,3

5

73,6

2,3

35,4

4,1

41,3

1,8

35,4

4,3

Среднее

71,3

1,9

39,5

2,2

43,1

2,1

31,1

2,6

Формула для погрешности а:

+а*

;

а2 = 12,2;

а3 = 13,0;

а4 = 10,5.

Итак, а1 = (71,319,9); а2 = (39,512,2); а3 = (43,113,0); а4 = (31,110,5).

 Задание 2: метод отрыва пузыря внутри жидкости.

Установка:

где Т – насос; Б – бутыль для создания давления; Н – разность высот жидкости в двух коленах манометра; D – глубина, на которую опущен капилляр (радиус которого равен 0,02 см).

Рассматривались те же жидкости, что и в предыдущем задании. Под действием давления в жидкость у конца трубки капилляра проникает полусферический пузырь того же радиуса, как и отверстие трубки. Это давление больше атмосферного на , где а – коэффициент поверхностного натяжения жидкости; R – радиус пузыря и отверстия трубки; d – плотность испытываемой жидкости; g – ускорение силы тяжести. Разность высот жидкости в двух коленах манометра равна Н, то , где d1 – плотность жидкости в манометре.

Тогда напишем следующую формулу: , откуда . Для определения плотности растворов использовался прибор рефрактометр. С помощью него было выяснено, что концентрация спирта в растворах 2, 3, 4 равна 14%, 32%, 59% соответственно. Тогда плотность каждого раствора равна 1*0,86 + 0,794*0,14 = 0,97 г/см3; 1*0,68 + 0,794*0,32 = 0,94 г/см3; 1*0,41+0,794*0,59 = 0,89 г/см3 соответственно.

Для D = 1,8 с.

Н1 (см)

Н1 (см)

Н2 (см)

Н2 (см)

Н3 (см)

Н3 (см)

Н4 (см)

Н4 (см)

1

7,3

0,08

5,2

0,04

4,5

0,04

3,9

0,04

2

7,4

0,02

5,1

0,06

4,6

0,06

4,0

0,06

3

7,3

0,08

5,2

0,04

4,5

0,04

4,0

0,06

4

7,4

0,02

5,2

0,04

4,6

0,06

3,9

0,04

5

7,5

0,12

5,1

0,06

4,5

0,04

3,9

0,04

Среднее

7,38

0,07

5,16

0,05

4,54

0,05

3,94

0,05

Для D = 1,0 см

1

6,5

0,06

4,4

0,02

3,7

0,02

3,3

0,06

2

6,6

0,04

4,5

0,08

3,6

0,08

3,4

0,04

3

6,5

0,06

4,4

0,02

3,8

0,12

3,4

0,04

4

6,6

0,04

4,4

0,02

3,7

0,02

3,3

0,06

5

6,6

0,04

4,4

0,02

3,6

0,08

3,4

0,04

Среднее

6,56

0,05

4,42

0,03

3,68

0,07

3,36

0,05

Для D = 1,8 с.

а1* 

а1* 

а2* 

а2* 

а3* 

а3* 

а4* 

а4* 

1

54,0

0,4

33,9

0,4

27,6

0,4

22,6

0,4

2

55,0

0,6

32,9

0,6

28,6

0,6

23,6

0,6

3

54,0

0,4

33,9

0,4

27,6

0,4

23,6

0,6

4

55,0

0,6

33,9

0,4

28,6

0,6

22,6

0,4

5

54,0

0,4

32,9

0,6

27,6

0,4

22,6

0,4

Среднее

54,4

0,5

33,5

0,5

28,0

0,5

23,0

0,5

Для D = 1,0 см

1

54,0

0,6

33,7

0,2

27,1

0,2

23,7

0,6

2

55,0

0,4

34,7

0,8

26,1

0,8

24,7

0,4

3

54,0

0,6

33,7

0,2

28,1

1,2

24,7

0,4

4

55,0

0,4

33,7

0,2

27,1

0,2

23,7

0,6

5

55,0

0,4

33,7

0,2

26,1

0,8

24,7

0,4

Среднее

54,6

0,5

33,9

0,3

26,9

0,7

24,3

0,5

Формула для погрешности а:

+а*

Для D = 1,8 см.

;

а2 = 11,2; а3 = 9,6; а4 = 8,2.

Итак, а1 = (54,417,3); а2 = (33,511,2); а3 = (28,09,6); а4 = (23,08,2).

Для D = 1,0 см.

а1 = 18,5; а2 = 11,9; а3 = 10,2; а4 = 9,2.

Итак, а1 = (54,618,5); а2 = (33,911,9); а3 = (26,910,2); а4 = (24,39,2).

 Выводы: по данным измерений можно сказать, что, чем больше концентрация спирта в воде, тем меньше коэффициент поверхностного натяжения. Это показывает как первый, так и второй эксперимент. Но полученные ответы для одинаковых жидкостей получились с небольшим отличием. Данное можно рассматривать из-за неточности приборов. Тем более, что в первом эксперименте у установки была нарушена герметичность. Наличие достаточно большой погрешности обуславливается малой точностью приборов, например манометр, в котором было достаточно сложно измерить разность уровней жидкости. Наиболее точным прибором можно считать рефрактометр, с помощью которого была найдена концентрация спирта и погрешность по графику составляет не более 5%. Небольшие проблемы, также, были и капиллярными трубками, в одной из которых оказалось инородное тело, которое препятствовало нормальному выходу воздуха.

PAGE  4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11517. Определение качественных показателей молока 112 KB
  Лабораторная работа № 1 Определение качественных показателей молока Цель работы – ознакомиться с методами анализа молока при определении таких его показателей как титруемая кислотность рН плотность группа чистоты массовая доля жира и белка термоустойчивост
11518. Сепарирование молока 53 KB
  Лабораторная работа № 2 Сепарирование молока Цель работы – ознакомиться с устройством сепаратора назначением его отдельных частей правилами эксплуатации сборки и разборки процессом сепарирования молока. Необходимо изучить влияние температуры сепарируемого
11519. Распределение памяти в Windows 136 KB
  Практическая работа №11 Тема: Распределение памяти в Windows Цель работы: изучение распределения адресного пространства в ОС Windows 2000/XP Теоретические сведения В операционной системе используется плоская модель памяти. Все системные программные модули находятся в с...
11520. Теорема Котельникова 259 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Тема: теорема Котельникова Цель работы: Изучить теорему Котельникова. Разобраться в механизмах квантования сигналов по уровню и времени. Теоретические сведения Теорема Котельникова. Функция времени с
11521. Входные фильтры 62.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6 Тема: входные фильтры Цель работы: Разобраться в назначении и работе входных фильтров. Научиться отфильтровывать сигналы заданных частот. Теоретические сведения Согласованный фильтр. Прием радиосигнал
11522. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи 180 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 Тема: цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи Цель работы: Разобраться в работе цифроаналоговых и аналогоцифровых преобразователей. Научиться строить простые схемы п...
11523. Амплитудное модулирование и демодуляция 158.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 Тема: амплитудное модулирование и демодуляция Цель работы: изучить механизм амплитудного модулирования. Научиться строить простейшие схемы модуляторов и демодуляторов. Теоретические сведения Амплиту...
11524. Фазовая и частотная модуляция 147 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Тема: Фазовая и частотная модуляция Цель работы: Изучить механизмы фазовой и частотной модуляции. Разобраться в работе простейших схем преобразования сигнала в фазово модулированны...
11525. Волновое сопротивление 88 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 Волновое сопротивление. Цель работы: Изучить механизм возникновения волнового сопротивления научиться на практике согласовывать передачу информации между линиями с различными в