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

76363. Оптические средства, измерительный контроль 831 KB
  Основным параметром любого оптического прибора является увеличение кратность Г отношение углового размера изображения малого предмета видимого через наблюдательный прибор к угловому размеру самого предмета видимого невооруженным глазом. Угол под которым глаз наблюдателя видит изображение предмета образованное оптической системой наблюдательного прибора;α2 угол под которым предмет виден невооруженным глазом. Зная...
76364. Капиллярная дефектоскопия 424.54 KB
  Физическая сущность ЦД контроля: пенетрация краевой угол смачивания капиллярные явления и уравнение Лапласа. Технологическая схема ЦД контроля чувствительность метода. Дефектоскопические материалы для ЦД контроля Метод контроля основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей пенетрантов в полости поверхностных и сквозных несплошностей материала объектов контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя. Капиллярный НК предназначен для обнаружения невидимых или...
76365. Магнитная дефектоскопия 301.42 KB
  По способу получения первичной информации различают следующие методы магнитного контроля: магнитопорошковый МП основанный на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами с использованием в качествеиндикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии; магнитографический МГ основанный на регистрации магнитных полей рассеяния с использованием в качестве индикатора ферромагнитной пленки; феррозондовый ФЗ основанный на измерении напряженности магнитного поля феррозондами; эффекта Холла ЭХ основанный на...
76366. МПД-контроль 300.19 KB
  Технологическая схема МПД контроля. Дефектоскопические средства: приборы средства контроля материалы. Размагничивание изделий после контроля. Паспортизация результатов МПДконтроля.
76367. Акустические методы НК 277.5 KB
  Природа и свойства ультразвуковых колебаний. Распространение упругих колебаний в сплошной среде представляет собой волнообразный процесс. Диапазоны упругих колебаний в материальных средах Физическая природа упругих колебаний одинакова во всем диапазоне частот. Свойства упругих колебаний...
76368. Базисная теория таможенного тарифа 82.5 KB
  Базисная теория таможенного тарифа Несмотря на то что свободная торговля приводит к возрастанию экономического благосостояния всех стран как экспортеров так и импортеров на практике международная торговля практически нигде и никогда не развивалась действительно свободно без вмешательства государства. Инструменты используемые государством для регулирования международной торговли можно разделить на тарифные основанные на использовании таможенного тарифа и нетарифные квоты лицензии субсидии демпинг и т. При введении тарифа...
76369. Нетарифные методы торговой политики 90 KB
  Если правительство хочет ограничить объем импорта и устанавливает квоту размером Q то общее предложение зерна на внутреннем рынке с учетом импорта может быть представлено в виде кривой Sd Q. Таким образом в результате введения импортной квоты возникают чистые потери для страны в целом равные области b с то есть результаты воздействия квоты и тарифа на уровень благосостояние идентичны конечно это справедливо если объем лицензированного импорта меньше чем спрос на импорт на внутреннем рынке. Почему же в этом случае государство часто...
76370. Международная экономическая интеграция. Формы (уровни) международной экономической интеграции 260.5 KB
  Борьба за упрочение своего экономического положения побуждает страны к образованию различных интеграционных объединений. Партнеры по объединению получают определенные преференции по сравнению с другими странами но платят за это ответными обязательствами по отношению к партнерам. Международная экономическая интеграция это процесс хозяйственнополитического объединения стран на основе глубоких устойчивых взаимосвязей и разделения труда между национальными хозяйствами. На микроуровне этот процесс идет через взаимодействие отдельных фирм...
76371. Международное движение капитала. Сущность и формы движения капитала 121 KB
  Международное движение капитала Сущность и формы движения капитала Вывоз капитала зарубежное инвестирование представляет собой процесс изъятия части капитала из национального оборота в данной стране и перемещение его в товарной или денежной форме в производственный процесс и обращение другой страны. Важнейшими причинами вывоза капитала являются: 1. Более низкие экологические стандарты в принимающей стране чем в странедоноре капитала. В зависимости от собственника вывоз капитала делится на 3 вида: 1 частный вывоз капитала крупные...