Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Практическая работа "Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости."

Практическая работа "Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости."


  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Лабораторная работа № 4.

Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости.


Цель работы: измерить средний диаметр капилляров.

Оборудование: сосуд с подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм, линейка измерительная.


Содержание работы.

Смачивающая жидкость втягивается внутрь капилляра. Подъём жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила, действующая на жидкость вверх, Fв не уравновесится силой тяжести mg столба жидкости высотой h:

Fв = mg.

По третьему закону Ньютона сила Fв, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения Fпов, действующей на стенку капилляра по линии соприкосновения её с жидкостью:

Fв = Fпов.

Таким образом, при равновесии жидкости в капилляре (рисунок 1)

Fпов = mg. (1)

hello_html_m1d443b53.png

Будем считать, что мениск имеет форму полусферы, радиус которой r равен радиусу капилляра. Длина контура, ограничивающего поверхность жидкости, равна длине окружности:

l = 2πr.

Тогда сила поверхностного натяжения равна:

Fпов = σ2πr, (2)

где σ – поверхностное натяжение жидкости.

рисунок 1

Масса столба жидкости объёмом V = πr2h равна:

m = ρV = ρ πr2h. (3)


Подставляя выражение (2) для Fпов и массы (3) в условие равновесия жидкости в капилляре, получим

σ2πr = ρ πr2hg,

откуда диаметр капилляра

D = 2r = 4σ/ ρgh. (4)


Порядок выполнения работы.

  1. Полосками фильтровальной бумаги и хлопчатобумажной ткани одновременно прикоснитесь к поверхности подкрашенной воды в стакане (рисунок 2), наблюдая поднятие воды в полосках.

  2. Как только прекратится подъём воды, полоски выньте и измерьте линейкой высоты h1 и h2 поднятия в них воды.

  3. Аhello_html_m532ae7.pngбсолютные погрешности измерения Δ h1 и Δ h2 принимают равными удвоенной цене деления линейки.

Δ h1 = 2 мм; Δ h2 = 2 мм.

  1. Рассчитайте диаметр капилляров по формуле (4).

D1 = 4σ/ ρgh1

D2 = 4σ/ ρgh2.

Д

рисунок 2

ля воды σ ± Δσ = (7, 3 ± 0, 05)х10-2 Н/ м.
  1. Рассчитайте абсолютные погрешности Δ D1 и Δ D2 при косвенном измерении диаметра капилляров.

Δ D1 = D1(Δσ/ σ + Δ h1/ h1);

Δ D2 = D2(Δσ/ σ + Δ h2/ h2).


Погрешностями Δ g и Δ ρ можно пренебречь.

  1. Окончательный результат измерения диаметра капилляров представьте в виде

D1 ± Δ D1 =

D2 ± Δ D2 =

  1. Сделайте вывод по проделанной работе.


Автор
Дата добавления 20.11.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров3875
Номер материала ДВ-174324
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх