22840

ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ

Лабораторная работа

Физика

Якщо капіляр занурити в рідину рідина підніметься або опуститься в капілярі на деяку висоту над рівнем рідини в посудині. Це явище пояснюється тим що тиск під поверхнею рідини залежить від форми поверхні. В капілярних трубках внаслідок взаємодії молекул рідини з молекулами речовини капіляра поверхня рідини викривлюється.

Украинкский

2013-08-04

271 KB

13 чел.

2

 РОБОТА №5

ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИНИ

Вступ. Якщо капіляр занурити в рідину, рідина підніметься або опуститься в капілярі на деяку висоту над рівнем рідини в посудині. Це явище пояснюється тим, що тиск під поверхнею рідини залежить від форми поверхні. В капілярних трубках внаслідок взаємодії молекул рідини з молекулами речовини капіляра поверхня рідини викривлюється. Залежність тиску під поверхнею рідини, від форми її поверхні описується формулою Лапласа:

Р=Р0,                                                  (1)

де Р - тиск під викривленою поверхнею, P0 - тиск під плоскою поверхнею,  - коефіцієнт поверхневого натягу рідини, R1 та R2 - головні радіуси кривизни поверхні рідини.

Теоретичні відомості. В капілярній  трубці R1=R2=R  , тобто поверхня рідини має сферичну форму. В цьому випадку формула Лапласа мав вигляд;

Р=Р0  .                                                       (2)

 Знак "+" має місце при опуклій поверхні рідини, знак "-" - при увігнутій. Отже, для змочуючих рідин тиск під увігнутим меніском у трубці буде менший, ніж під плоскою поверхнею рідини в широкій посудині на величину , а при незмочуванні, навпаки, буде більший на цю ж величину. Цим і пояснюється, що рідина в капілярних трубках при змочуванні піднімається, а при незмочуванні опускається. Очевидно, що умовою рівноваги рідини в капілярі є вираз:

=,                                                         (3)

де - густина рідини, прискорення вільного падіння, h - висота підняття рідини в капілярній трубці відносно рівня рідини в широкій посудині, R - радіус сферичної поверхні рідини в капілярі. При повному змочуванні стінок капіляра рідиною R дорівнює радіусу капіляра.

Якщо збільшити зовнішній тиск над поверхнею змочуючої рідини в капілярі, можна досягти того, що рівні рідини в широкій посудині і в капілярі зрівняються. Нехай для цього зовнішній тиск потрібно збільшити на величину р. Очевидно, при цьому р=. Вимірявши цей додатковий тиск р, можна  визначити коефіцієнт поверхневого натягу досліджуваної рідини .

Опис методу. Прилад, зображений нп рисунку, складається з капіляра А, з’єднаного за допомогою гумової трубки з манометром С і з широкою скляною трубкою D, яка опущена в посудину з водою. Опускаючи і піднімаючи трубку D, можна змінювати тиск в системі .

Досліджувану рідину наливають в посудину В і опускають в неї капіляр. Рідина в капілярі підніметьоя на деяку висоту. Повільно опускаючи трубку D за допомогою гвинта Е, збільшують тиск в системі і доводять рівень рідини в капілярі до рівня рідини в посудині В. Цей надлишковий в порівнянні з атмосферним тиск р вимірюється за різницею рівнів рідини в манометрі (h1) і дорівнює очевидно, тискові, обумовленому викривленням поверхні рідини в капілярі. Таким  чином    =, де  - густина рідини в манометрі, а звідси

.                                                                  /4/

Радіус капіляра R визначають за допомогою мікроскопа МИР-12. Для цього капіляр в тримачі встановлюють на столику мікроскопа і освітлюють його, добиваючись чіткого зображення торця капіляра. Вимірюють діаметр отвору капіляра.

Порядок виконання роботи. 

  1.  Визначити за формулою (4) коефіцієнт поверхневого натягу води, спирту та кількох розчинів цих рідин відомої концентрації, користуючись двома капілярами різних діаметрів.
  2.  Побудувати графік концентраційної  залежності коефіцієнта поверхневого натягу системи спирт-вода.
  3.  Визначити за цим графіком концентрацію невідомого розчину.
  4.  Оцінити похибку вимірювання коефіцієнта поверхневого натягу та концентрації невідомого розчину.

Література :

  1.  Савельев Д.В., Курс общей физики (том II: Термодинамика и молекулярная физика). М.; Наука, 1990, с. 448-455.


Концентрація

Висота підйому

Поверхневий натяг

15

80

0,176

систематична похибка сигми

5,E-04

х

42

0,093

30

40

0,088

45

30

0,066

60

28

0,062

96

24

0,053


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2050. Основні прибиральні роботи навесні 16.41 KB
  Навесні прибирають сміття, що залишилось після остаточного танення снігу, проводять дрібний ремонт шляхів, тротуарів і доріжок. Особливої уваги потребують каналізаційні колодязі та місця з талою водою під час розтавання снігу.
2051. Основні прибиральні роботи в літній період 16.41 KB
  На початку літа клумби очищають від відцвілих рослин та прикрашають літніми сортами. Декоративні кущі періодично розчищають, підтримуючи задану форму.
2052. Основні прибиральні роботи в осінній період 16.45 KB
  Восени, крім щоденних прибиральних робіт, проводять підготовку до зимового періоду, прибирають осіннє листя, перекопують клумби, вдобрюють ґрунт.
2053. Прибиральні роботи 23.14 KB
  Висококваліфікований професійно підготовлений персонал, повноцінний інвентар, сучасні прибиральні матеріали, сучасні види прибиральних машин і механізмів. Важливим є правильний розподіл часу, що витрачається на прибиральні роботи.
2054. Поведінка обслуговуючого персоналу в підприємствах готельного типу 21.77 KB
  Для здійснення прибиральних робіт у приміщеннях житлових груп на підприємствах функціонують служби експлуатації номерного фонду. Найважливішою функцією цього підрозділу є підтримка необхідного рівня комфорту і санітарно-гігієнічного стану готельних номерів, а також приміщень загального користування
2055. Основы виброзащиты машин 316.5 KB
  Виброзащита - это совокупность методов и средств, уменьшающих вредное влияние вибраций. Создание виброзащитных устройств, позволяющих эффективно решать поставленные перед ними задачи при ограниченных массовых и геометрических характеристиках
2056. Изготовление колонн с помощью сварочных работ на заводе 597.86 KB
  Выбор и обоснование металла сварной конструкции. Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных соединений. Расчет сварных швов, прикрепляющих планки к ветвям колонны. Энергосберегающие мероприятия при проектировании колонны.
2057. Создание автоматизированной системы для оптимизации процесса создания надежного программного обеспечения на языке JAVA 373.85 KB
  Разработать программное обеспечение, реализующее возможность комплексного тестирования программ на языке Java. Программная система должна быть представлена в виде десктопного приложения и обладать интуитивно понятным графическим интерфейсом пользователя(ГИП).
2058. Арифметические действия над многозначными числами 350.5 KB
  Сложение и вычитание многозначных чисел. Виды работ по формированию вычислительных навыков. Типичные ошибки при выполнении арифметических действий над многозначными числами, пути их предупреждения и исправления.