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

11 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

40491. Образ Ильи Муромца в былине Илья и Святогор 20.5 KB
  Образ Ильи Муромца в былине 'Илья и Святогор'. Инвариант: Святогор и велик и высок его земля не держит и он ездит по горам всё что находится в горизонтальной плоскости – хорошо всё что в вертикальной – плохо. Святогор и Русь – несовместимые понятия. Святогор – символ природы гора камень.
40492. Образ Князя Владимира в былинах 21 KB
  Образ Князя Владимира в былинах. Основную часть русских былин прежде всего киевского цикла ученые связывают с Киевской Русью и правлением князя Владимира. Время князя Владимира – время больших событий. Былинный образ Владимира прошел сложную историю.
40493. Образ Кощея 22 KB
  А рабство – социальная смерть = Кощей – полная смерть и физическая и социальная. он сама смерть т. смерть бессмертна. Как же можно победить смерть Смерть Кощея спрятана на конце иголки – символ.
40494. Основные проблемы современной фольклористики 23 KB
  Основные проблемы современной фольклористики. У современной фольклористики те же самые проблемы что и у академических школ новые. Проблемы: вопрос о происхождении фольклора. проблемы изучения нового нетрадиционного фольклора.
40495. Особенности поэтики былин 28.5 KB
  Стих былины – тонический многосложный с тремя или даже четырьмя сильными ударениями. Художественные средства былины подчинены оценке поведения персонажей. Структура былины: Запев – вступление которое имеет целью привлечь внимание слушателей. Зачин – устойчивое начало былины которое служит исходным моментом действия и часто содержит экспозицию.
40496. Особенности поэтики волшебной сказки 24.5 KB
  Особенности поэтики волшебной сказки. Композиция: начало и финал сказки очень жесткие В. Пропп Путьдорога = жизнь судьба героя 1 2 1 – начало сказки: В некотором царстве в некотором государстве. 2 – конец сказки: И я там было мед пиво пил по усам текло да в рот не попало.
40497. Особенности поэтики сказок о животных 21 KB
  Особенности поэтики сказок о животных. Структура сказок о животных довольно проста. Цепочная структура Самая примечательная особенность сюжета строения этого типа сказок – нанизывание эпизодов. Весьма типична для сказок о животных так называемая комулятивная или цепочная структура.
40498. Плачи И. Федосовой 43 KB
  Федосовой. Речитативы Федосовой оказали влияние на классическую музыкальную традицию русскую оперу. Есть много свидетельств того что Николай РимскийКорсаков встречавшийся с Федосовой использовал мотивы ее речитативов в опере Садко . Творчество Федосовой органично вошло в поэзию Николая Некрасова.
40499. Пословицы и поговорки 21.5 KB
  Общественная ценность пословиц: философский жанр – многосторонняя и глубоко осмысленная картина жизни: Вчера не догонишь от завтра не уйдешь. эстетическая ценность простота краткость содержательность выразительность.