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

44433. Разработка приспособления для сборки-сварки кронштейн симметричный 1.38 MB
  Обоснование маршрутной последовательности выполнения сборочно-сварочных операций Проектирование приспособления для сборки-сварки кронштейна переходного Выбор и обоснование конструктивных элементов приспособления установочных зажимных элементов вспомогательных устройств рамы и т. Разработка компоновочной схемы и сборочного чертежа приспособления...
44434. Проектирование микропроцессора (МП) управления внешним объектом на базе микропроцессора производства фирмы Atmel семейства AVR 862.5 KB
  В соответствии с заданием на наше устройство поступают как дискретные так и аналоговые сигналы. Дискретные сигналы не требуют обработки поэтому мы можем сразу подавать их на ЦПУ используя только схему которая будет защищать порты ввода вывода от больших токов. На порты микроконтроллера могут поступать токи до 20 mA
44435. Проект завода по производству пива производительностью 500 тыс. гл в год 2.96 MB
  Приведены выбор и обоснование способов производства пива и процессуальные схемы их получения. Для производства светлого и тёмного пива предусмотрено кипячение сусла с хмелем, брожение, дображивание. Для достижения стабильности пива предложены обработки: фильтрация, осветление, обработка холодом. Применён изобарический розлив
44436. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ 1.05 MB
  Строительная стоимость вариантов трассы Общая строительная стоимость железной дороги выражается следующей формулой: где: – коэффициент учитывающий стоимость временных сооружений прочие затраты содержание строящегося предприятия проектно-изыскательские работы а также непредвиденные затраты. Для первого территориального района ; – стоимость работ по земляному полотну главных и станционных путей с учетом дополнительных и укрепительных работ тыс.; – стоимость работ по искусственным сооружениям на перегонах и раздельных пунктах тыс.; –...
44438. Изобразительный товарный знак «Школа паркура» на основе формы мартышки 1.79 MB
  В рамках курсового проекта был создан знак на основе формы мартышки для школы паркура. Паркур — искусство перемещения и преодоления препятствий. Многими занимающимися воспринимается как стиль жизни. В настоящее время активно практикуется и развивается многими объединениями и частными лицами во многих странах
44439. Разработка модели системы видеонаблюдения «Мокшинской средней школы» 332.5 KB
  На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 процентов из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин таких как ускорение передачи информационных сообщений возможность быстрого обмена информацией между пользователями получение и передача сообщений не отходя от рабочего места возможность мгновенного получения любой информации из любой...
44440. Автоматизированная система управления технологическим процессом в отстойнике 9.14 MB
  В горизонтальном отстойнике для эмульсий, схема которого представлена на Рис.1.1, обе жидкости после разделения могут быть выведены из аппарата, поэтому отстойник работает непрерывно. Перфорированная перегородка 2 равномерно распределяет поток по сечению отстойника и предотвращает возмущение жидкости в отстойнике струей эмульсии, поступающей в аппарат.