Лабораторна робота № 5
Тема: «ВИМІР ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГНЕННЯ рідини»
Мета: визначити коефіцієнт поверхневого натягу води методом відриву крапель.
Устаткування: посудина з водою, шприц, посудина для збору крапель.
Молекули поверхневого шару рідини володіють надлишком потенційної енергії в порівнянні з енергією молекул, що знаходяться всередині рідини
Як і будь-яка механічна система, поверхневий шар рідини прагне зменшити потенційну енергію і скорочується. При цьому відбувається робота А:
де σ - коефіцієнт поверхневого натягу. Одиниці виміру Дж / м 2 або Н / м
де F - сила поверхневого натягу, l - довжина кордону поверхневого шару рідини.
Поверхневий натяг можна визначати різними методами. У лабораторній роботі використовується метод відриву крапель.
Досвід здійснюють зі шприцом, в якому знаходиться досліджувана рідина. Натискають на поршень шприца так, щоб з отвору вузького кінця шприца повільно падали краплі. Перед моментом відриву краплі сила тяжіння Fтяж = mкаплі · g дорівнює силі поверхневого натягу F. межа вільної поверхні - окружність краплі
Досвід показує, що dкаплі = 0,9d. де d - діаметр каналу вузького кінця шприца.
Масу краплі можна знайти, порахувавши кількість крапель n і знаючи масу всіх крапель m.
Маса крапель m буде дорівнює масі рідини в шприці. Знаючи обсяг рідини в шприці V і щільність рідини ρ можна знайти массуm = ρ · V
1. Підготуйте обладнання:
- Наберіть в шприц 1 мл води ( «один кубик»).
- Підставте під шприц посудину для збору води і, плавно натискаючи на поршень шприца, добийтеся повільного відривання крапель. Підрахуйте кількість крапель в 1 мл і результат запишіть в таблицю.
- Обчисліть поверхневий натяг за формулою
Результат запишіть у таблицю.
- Повторіть досвід з 2 мл і 3 мл води.
- Знайдіть середнє значення поверхневого натягу
Результат запишіть у таблицю.
- Порівняйте отриманий результат з табличним значенням поверхневого натягу з урахуванням температури.
- Визначте відносну похибку методом оцінки результатів вимірювань.
Результат запишіть у таблицю.
- Чому поверхневий натяг залежить від роду рідини?
- Чому і як залежить поверхневий натяг від температури?
- Чи зміниться результат обчислення поверхневого натягу, якщо досвід проводити в іншому місці Землі?
- Чи зміниться результат обчислення, якщо діаметр крапель трубки буде менше?
- Чому слід домагатися повільного падіння крапель?
Варіант виконання лабораторної роботи.
Кількість крапель в 1 мл - 21
Кількість крапель в 2 мл - 40
Кількість крапель в 3 мл - 59