Лабораторная
работа 6
ИЗМЕРЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ВОДЫ МЕТОДАМИ ОТРЫВА КАПЕЛЬ И ПОДНЯТИЯ ЖИДКОСТИ В КАПИЛЛЯРЕ
Оборудование: весы учебные со штативом; набор гирь; штангенциркуль; игла;
линейка измерительная 30 см с миллиметровыми делениями; колба коническая;
стакан низкий; воронка конусообразная с коротким стеблем; трубка резиновая с
краном и стеклянным наконечником диаметром 3 - 4 мм; штатив для фронтальных
работ; вода дистиллированная.
Содержание
и метод выполнения работы
Поверхностное
натяжение определяется отношением модуля силы
поверхностного натяжения F, действующей на границу поверхностного слоя жидкости, к длине этой границы L:
Поверхностное натяжение жидкости σ зависит от природы
граничных сред и температуры жидкости.
В данной работе поверхностное натяжение
воды необходимо измерить двумя методами:
методом отрыва капель и методом поднятия жидкости в капилляре.
Для измерения σ первым методом собирают установку по рисунку
1. В лапке штатива, закрепляют воронку 1, на которую надета резиновая трубка,
соединенная с краном 2 и стеклянным наконечником 3. В воронку наливают
дистиллированную воду и с помощью крана
регулируют ее вытекание так, чтобы вода отдельными каплями падала в подставленный
стакан.
В момент отрыва капли модуль силы поверхностного натяжения F равен модулю силы тяжести FT, действующей на каплю массой m:
Отсюда
Для
повышения точности измеряют массу п капель и вычисление ведут по
формуле
(3)
где М — масса вылившейся воды, g — модуль ускорения свободного падения, n - число капель воды, D - внутренний диаметр стеклянной трубки-наконечника.
Порядок выполнения работы
1) Подготовьте
в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
№
|
D, м
|
n
|
М, кг
|
σ, Н/м
|
Δ σ
|
ε=
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Соберите установку по рисунку 1.
3) С помощью измерительного клина и штангенциркуля измерьте
внутренний диаметр стеклянной трубки-наконечника 3.
4) Измерьте массу пустого стакана с точностью до 0,01 г.
5) Закройте кран 2 (см. рис. 1) и
налейте в воронку дистиллированную
воду. Подставьте под трубку колбу и, постепенно открывая кран, добейтесь, чтобы
вода из трубки вытекала отдельными каплями
с частотой 30 - 40 капель в минуту. В этом случае можно считать, что
отрывание капель происходит только под действием силы тяжести.
6) Подставьте под трубку пустой стакан и, отсчитав 80 - 100
капель, отодвиньте его.
7) Вторично взвесьте стакан и вычислите массу вылившейся воды.
8) Вычислите поверхностное натяжение воды по формуле (3).
9) Вычислите относительную и абсолютную погрешности измерений
по формулам:
10) Результаты измерений и
вычислений запишите в таблицу
Контрольные
вопросы
1) Почему в работе используют
дистиллированную воду?
2) Какая из измеряемых в работе
величин больше всего влияет на относительную погрешность?
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.