ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. 2.1. Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца

2.1. Определение коэффициента поверхностного натяжения
методом отрыва кольца

Для определения коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца необходимо произвести следующие действия.

1. Снять кольцо с пружины. Измерить штангенциркулем внешний и внутренний диаметры кольца. Измерения провести по три раза, результаты занести в табл. 1.

Таблица 1

№ опыта	D1, мм	D2, мм	x0, мм	x1, мм	h1, мм	h2, мм	a, Н/м
Среднее			–	–

 

2. Повесить кольцо на пружину. Опустить винтом кольцо до его соприкосновения с жидкостью. Снять по шкале отсчет указателя x₀ и занести его в табл. 1.

3. Поднять кольцо над поверхностью жидкости на 10–15 мм. Прикрепить к кольцу груз массой 2 г (P = 19,6×10^-3 Н). Опустить винтом кольцо до соприкосновения с жидкостью. Снять по шкале отсчет указателя x₁ и занести его в табл. 1.

4. Снять груз.

5. Поднять кольцо над поверхностью жидкости на 10–15 мм. Вращением винта опустить кольцо до соприкосновения с водой (опускать до тех пор, пока вся площадь кольца не соприкоснется с жидкостью). Снять по шкале отсчет указателя h₁ и занести его в табл. 1.

6. Вращением винта медленно поднимать кольцо до тех пор, пока оно не оторвется от жидкости. В момент отрыва прекратить подъем, снять по шкале отсчет указателя h₂ и занести его в табл. 1.

7. Повторить пункты 5–6 три раза для каждого из трех опытов.

8. Найти средние значения всех измеренных величин.

9. Рассчитать по формуле (10) коэффициент поверхностного натяжения a для каждого из трех опытов.

10. Найти среднее значение коэффициента поверхностного натяжения.

11. Найти абсолютные случайные погрешности измерения всех величин.

12. Найти относительную погрешность измерения αпо формуле

, (14)

где , , , .

13. Найти абсолютную погрешность измерения a.

14. Записать результат измерений с учетом абсолютной погрешности.

15. Сравнить значения a, полученные экспериментально со справочными значениями.

16. Сделать выводы.

2.2. Определение коэффициента поверхностного натяжения
капиллярным методом

Для определения коэффициента поверхностного натяжения капиллярным методом необходимо произвести следующие действия.

1. Убедиться, что капиллярные трубки чисты и пусты.

2. Опустить нижние концы капилляров в воду.

3. Отсчитать по миллиметровой бумаге высоты h поднятия воды в первом и во втором капиллярах и занести результаты измерений в табл. 2.

Таблица 2

Капилляр	№ опыта	h, мм	, мм	a, Н/м	, Н/м
Первый
Второй

 

4. Вынуть капилляры из воды и выдуть из них воду.

5. Повторить п. 2–4 три раза.

6. Найти средние значения для первого и второго капилляра и занести их в табл. 2.

7. Рассчитать по формуле (13) два значения коэффициента поверхностного натяжения a (для первого и второго капилляра), найти их среднее значение и занести в табл. 2.

8. Вычислить абсолютные и относительные ошибки измерения h для первого и второго капилляра, а также определяемые ими ошибки измерения a.

9. Сравнить значения a, полученные экспериментально со справочными значениями.

10. Сделать выводы.

 

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление поверхностного натяжения?

2. Каково происхождение сил поверхностного натяжения?

3. Что такое коэффициент поверхностного натяжения?

4. В чем заключаются явления смачивания и несмачивания?

5. Опишите причины капиллярных явлений.

6. Опишите сущность метода отрыва кольца и капиллярного метода.

7. Проведите самостоятельно вывод формулы (10).

8. Проведите самостоятельно вывод формулы (13).

9. Какую форму принимают жидкости в невесомости? Почему?

10. Приведите примеры применения капиллярных явлений.

11. Каким образом жук-водомерка держится на поверхности воды?

12. Что такое поверхностно-активные вещества, для чего их применяют?