Лабораторная работа. Определение коэффициентаОпределение коэффициента поверхностного натяжения жидкости Цель работы: определить коэффициент поверхностного натяжения воды методом отрыва капель. Методика эксперимента Для проведения эксперимента используется стеклянная бюретка Б, закрепленная в вертикальном положении на штативе (рис. 4.3). При открытии крана К жидкость медленно накапливается в виде капли на конце бюретки. Капля имеет шейку приблизительно цилиндрической формы. По мере увеличения капли под действием силы тяжести поверхность шейки капли увеличивается. В момент отрыва капли сила тяжести уравновешивается силой поверхностного натяжения Fl, действующей по контуру, ограничивающему поперечное сечение шейки диаметра d (рис. 4.4). , (4.1) Сила поверхностного натяжения вычисляется по формуле: , (4.2) Подставляя (2) в (1) получим: . (4.3) Массу капли можно определить, измерив объём V некоторого количества n капель , Подставляя (3) в последнее выражение, получим расчетную формулу: . (4.4) Порядок выполнения работы 1. Налить в бюретку воду. Снять со шкалы бюретки показание V 1, соответствующее объему налитой жидкости. 2. Открыть кран бюретки так, чтобы образующиеся капли можно было спокойно считать. Отсчитав n = 100 капель, кран закрыть. 3. Снять со шкалы бюретки показание V 2 - объем оставшейся жидкости. 4. Открыть кран бюретки так, чтобы капли образовывались очень медленно. Измерительным микроскопом измерить диаметр d шейки капли в момент отрыва. Повторить три раза. 5. Все измерения занести в таблицу 4.1. Таблица4.1
Обработка результатов измерений 1. Вычислить объем n = 100 капель жидкости по формуле: V = V 1 - V 2. 2. Рассчитать среднее значение диаметра . 3. По формуле (4.4) вычислить коэффициент поверхностного натяжения воды, используя среднее значение и данные таблицы 4.1, выраженные в единицах СИ. 4. Определить относительную погрешность определения коэффициента поверхностного натяжения a по формуле: 5. Вычислить абсолютную погрешность определения коэффициента поверхностного натяжения a по формуле . 6. Записать результат обработки экспериментальных данных: ед. изм. 7. Сравнить полученное значение коэффициента поверхностного натяжения с табличным. Сделать вывод по проделанной работе. Контрольные вопросы 5. Объясните природу сил поверхностного натяжения. 6. Дайте определение коэффициента поверхностного натяжения. 7. В каких единицах измеряется коэффициент поверхностного натяжения? 8. Объясните зависимость коэффициента поверхностного натяжения жидкости от температуры.
|