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

5 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

1236. Лекции по курсу Политология для студентов 1.57 MB
  Политология – наука и учебная дисциплина. Возникновение и основные этапы развития политической науки. Идеи народовластия и государственности в истории политической мысли Украины. Гражданское общество и правовое государство. Происхождение, виды и функции политических элит.
1237. Анализ центра Томско-бурятского сотрудничества Байкал 852.5 KB
  Мосты взаимодействия начало первая. Из Улан-Удэ в Томск начнут летать самолеты четвертая. Молодежный поселок – приживется ли опыт соседей из Бурятии на томской земле? четвертая. По итогам Томского конкурса Человек года-2010 победителем стал выходец из республики Бурятия. Выставка Томского областного художественного музея открылась в Улан-Удэ.
1238. Построение технологического процесса работы станка модели ХШ4-104Ф2Н121 604 KB
  Разработка необходимых данных для проектирования технологического процесса. Отработка (ТКИ) конструкции изделия на технологичность. Выбор и обоснование операций технологического процесса и теоретических схем базирования. Определение припусков на обработку расчетно-аналитическим методом на наружный размер. Расчет и проектирование специального станочного приспособления.
1239. Теория государства и права 708.5 KB
  Предмет теории государства и права, его особенности. Место теории государства и права в системе гуманитарных и юридических наук. Формы и методы осуществления основных функций государства. Формы правления: понятие, признаки, факторы формирования. Республиканская форма правления государства: понятие, признаки, виды.
1240. Особенности использования Microsoft Word 664 KB
  Понятие электронного офиса. Текстовый процессор Microsoft Word. Перемещение по документу. Редактирование текста и расстановка переноса. Создание оглавлений. Работа с редактором формул и редактором картинок.
1241. Теория маркетинга 664 KB
  Сущность маркетинга и эволюция его концепции. Жизненный цикл товара. Товарный знак и знак обслуживания. Регистрация товарного знака. Варианты организации маркетинговой деятельности. Основные понятия, сущность и история развития паблик рилейшнз.
1242. Административное право, ответы к экзамену 1.31 MB
  Понятие и правовое регулирование в административном праве. Понятие и основные черты административно-правовых отношений. Административно-правовые гарантии реализации прав граждан. Обращения граждан. Основные принципы построения и функционирования системы государственной службы: понятие, система и виды.
1243. Информационные системы в экономике 438 KB
  Объективность процесса информатизации, направления ее развития. Основные понятия экономической информатики. Информационный бизнес, рынок, менеджмент. Структура и схема функционально-позадачных информационных систем. Основные направления в развитии инфокоммуникационных технологий. Этапы компьютерного решения экономических задач.
1244. Шпаргалка по логике: Ответы на экзаменационные билеты 531.08 KB
  МЫШЛЕНИЕ КАК ПРЕДМЕТ ЛОГИКИ. ВЗАИМОСВЯЗЬ ЛОГИКИ И ЯЗЫКА. ОСОБЕННОСТИ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ И ИХ СВЯЗЬ С ПРИНЦИПАМИ МЫШЛЕНИЯ. ЗАКОН ИСКЛЮЧЕННОГО ТРЕТЬЕГО. ПОНЯТИЕ КАК ФОРМА МЫШЛЕНИЯ. ОБОБЩЕНИЕ И ОГРАНИЧЕНИЕ ПОНЯТИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ КАК ЛОГИЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ.