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

63578. ТЕОРЕТИЧНİ ТА ОРГАНİЗАЦİЙНİ ОСНОВИ ФİНАНСОВОГО МЕНЕДЖМЕНТУ 249.35 KB
  Фінансовий менеджмент ґрунтується на системі принципів засобів та форм організації грошових відносин підприємства спрямованих на управління його фінансово-господарською діяльністю. Складовими фінансового менеджменту є: визначення і реалізація фінансової політики підприємства...
63580. ФИЛОСОФИЯ, ЕЁ ПРЕДМЕТ И МЕСТО В КУЛЬТУРЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА 240 KB
  В этой ситуации проблемы мировоззренческой ориентации человека осознание им своего места и роли в обществе цели и смысла социальной и личной активности ответственности за свои поступки становятся главными. Философы во все времена и эпохи брали на себя функцию прояснения проблем бытия человека каждый раз заново...
63582. Мягкие лекарственные формы 42.5 KB
  Правила выписывания рецептов на мази и пасты. 50 г мази и пасты содержащих 10 анестезина nesthesinum для нанесения на пораженные участки кожи. 5 г глазной мази содержащей 1 атропина сульфата tropini sulfs . 5 г официнальной мази ртутной желтой Unguentum Hydrrgyri oxydi flvi.
63584. Підприємство і ринок. Сутність підприємництва 86 KB
  Невідємним елементом ринкового господарювання однією з найактивніших форм економічної діяльності є підприємництво або особливий тип господарювання. Ресурсна функція підприємництва передбачає що воно націлене на найбільш ефективне використання матеріальних трудових фінансових...
63585. Общество, власть, государство 338.64 KB
  Общество это совокупность людей исторически поколениями проживающих на определенной территории и связанных общностью экономической социальной политической и духовной жизни единой государственной властью и правовой системой...