14397

Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей

Лабораторная работа

Физика

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 определен...

Русский

2013-06-04

307 KB

6 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

29819. Средства видеозаписи: устройство и принцип работы видеокамеры 52 KB
  Типы видеокамер Видеокамеры делятся на категории: Для повседневной съёмки: любительские и полупрофессиональные Для экстремальной съёмки: слабовосприимчивые ко внешним воздействиям камеры противоударные противопыльные подводные и другие Для профессиональной съёмки: камеры для съёмки фильмов и репортажей обычно значительного веса от портативных до устанавливаемых стационарно или на рельсы. Разрешение Как и в случае с цифровыми фотоаппаратами основным параметром цифровой видеокамеры является разрешение матрицы. Угол обзора фокусное...
29820. Информационное сопровождение культурно-досуговой деятельности 19.09 KB
  Принтеры Принтер это устройство предназначенное для печати информации из компьютера на бумагу или на твердый носитель. По областям применения: офисные для печати на бумаге малых форматов; широкоформатные применяются в области наружной рекламы; интерьерные для печати плакатов стендов и прочих элементов оформления интерьера; фотопринтеры для печати фотографий; сувенирные используются для печати на небольших предметах дисках телефонах заготовках сложной формы. По принципу переноса изображения на носитель: лазерные...
29821. Основные требования к техническому оснащению культурно-досуговых учреждений 15.49 KB
  Под техническими средствами в культурнодосуговой деятельности понимаются все устройства приборы и аппаратура предназначенные для осуществления оптимального процесса фиксации хранения и распространения различной информации повышения наглядности зрелищности и художественной выразительности. К ТС в СКД относятся: системы и средства телевидения радиовещания локальные местное телевидение и радио теле и радиоприемники DVDпроигрыватели средства для записи и воспроизведения звука электрофоны магнитофоны CDпроигрыватели...
29823. Классификация технических средств 17.34 KB
  Под техническими средствами в культурнодосуговой деятельности понимаются все устройства приборы и аппаратура предназначенные для осуществления оптимального процесса фиксации хранения и распространения различной информации повышения наглядности зрелищности и художественной выразительности. Правильная классификация технического средства помогает точно определять их функциональное назначение и правильно выбирать необходимый носитель информации. Даже простейшая классификация поможет разобраться с имеющимися и поступающими в...
29824. Звук, его восприятие и характеристики 18 KB
  К физическим параметрам звука относятся: частота его колебаний амплитуда тембр; к энергетическим параметрам интенсивность звука; к психофизическим громкость и динамический диапазон. Высота звука Важнейшей характеристикой колебаний звука является частота число показывающее сколько полных колебаний в секунду совершает например маятник часов струна и т. Частота колебаний звучащего тела определяет тон или высоту звука. Чем больше эта частота тем выше тон звука.
29825. Акустика помещений 26.45 KB
  Отражения звука от стен помещения: И источник звука; С слушатель; 1 прямой звук; 2 звук претерпевший одно отражение; 3 после двух отражений; 4 после трех отражений Именно звуковые отражения когда источник звука выключен поддерживают поле и звук не пропадает мгновенно а замирает в течение какогото определенного для данного помещения времени. Такое постепенное замирание звука в помещении иначе послезвучание называется реверберацией. От скорости замирания звука зависит время существования отзвука в помещении так...
29826. Математическое описание дискретных СУ (ДСУ) 373 KB
  Передаточные функции и динамические характеристики ДСУ Импульсная характеристика ДСУ Рекурсивный и нерекурсивный алгоритмы обработки. Будем рассматривать полностью дискретную СУ рис. Xkk=0m yk k=0n рис.2 q=0 i=1 Данный алгоритм принято изображать в виде структурной схемы рис.
29827. Правила преобразования структурных схем 183 KB
  Передаточные функции замкнутой системы управления. Исходная схема системы управления может быть очень сложной. При этом должны сохраняться динамические свойства системы относительно входных и выходных сигналов. Пусть дана структурная схема системы управления: x b y _ Определим передаточную функцию системы по...