Порядок выполнения работы.

Date: 2015-10-07; view: 448.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Лабораторная работа № 3

Теория. Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают из­бытком потенциальной энергии по сравнению с энергией молекул, находящихся внутри жидкости.

Как и любая механическая система, поверхностный слой жидко­сти, стремясь уменьшить потенциальную энергию, сокращается. При этом совершается работа А: A=σ ^. ∆S, где σ - коэффициент пропор­циональности (выражается в Дж/м² или Н/м), называемый поверх­ностным натяжением: σ =A/∆S, или σ =F/l, где F - сила поверх­ностного натяжения, l- длина границы поверхностного слоя жид­кости.

Поверхностное натяжение можно определить различными мето­дами.

I. Метод отрыва капель.

Опыт осуществляют с бюреткой, в которой находится исследуе­мая жидкость. Открывают кран бюретки так, чтобы из бюретки медленно падали капли. Перед моментом отрыва капли си­ла тяжести ее Р=m_kg равна силе поверхностного натяжения, граница свободной поверхности - окружность шейки капли. Следовательно, F =m_kg; l=πd_ш._k; σ= m_kg /(πd_ш._k). Опыт показывает, что d_ш._k =0,9d_б, где d_б - диаметр канала узкого конца бюретки.

Оборудование.1. Бюретка с краном. 2. Ве­сы учебные с разновесом. 3. Сосуд с водой. 4. Сосуд для сбора капель. 5. Микрометр. 6. Набор игл.

1. Собрать установку и наполнить бюретку водой.

2. Измерить диаметр канала узкого конца бюретки. Для этого ввести до упора в канал бюретки иглу соответствующей толщины, заметить то место, до которого она вошла, и микрометром измерить диаметр иглы в отмеченном месте. Измерения микрометром повто­рить несколько раз, поворачивая при этом иглу на определенный угол. Если результаты измерения будут различаться, взять их среднее значение.

3. Определить массу пустого сосуда для сбора капель, взвесив его.

4. Подставить под бюретку сосуд, в котором была вода, и, плав­но открывая кран, добиться медленного отрывания капель (капли должны падать друг за другом через 1-2 с).

5. Под бюретку с отрегулированными каплями подставить взвешенный сосуд и отсчитать 100 капель.

6.Измерив массу сосуда с каплями, определить массу капель.

7.Результаты измерений и вычислений записать в табл.

8.Вычислить поверхностное натяжение по формуле σ= mg/nπ^.0,9d_б .

9. Опыт повторить 1-2 раза с другим количеством капель.

10. Найти среднее значение σ_ср сравнить полученный результат с табличным значением поверхностного натяжения с учетом темпе­ратуры.

11. Определить относительную погрешность методом оценки ре­зультатов измерений.