Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости

Цель работы

Определить коэффициент поверхностного натяжения воды и глицерина

Теоретическая часть работы

Высота подъема смачивающей жидкости в капилляре определяется поверхностным натяжением σ, плотностью жидкости ρ и радиусом капилляра r: , где g=9,8 м/с² – ускорение свободного падения, D – диаметр капилляра.

Из этого выражения следует, что для определения поверхностного натяжения смачивающей жидкости необходимо измерить высоту подъема жидкости известной плотности в капилляре известного диаметра. Подъем смачивающей жидкости можно пронаблюдать, опустив капилляр в жидкость (рис.1)

Чтобы измерить диаметр отверстия капилляра можно воспользоваться бумажным клином (рис. 2). Вдвинув клин в капилляр до упора, пометить границу соприкосновения. Диаметр клина на данном уровне можно принять за диаметр капилляра и измерить микрометром.

Оборудование

Капиллярная трубка, линейка, пробирки с водой и глицерином, линейка, линейка.

Ход работы

1. Измерьте диаметр капилляра с помощью клина и линейки.

2. Опустите конец капиллярной трубки в воду и измерьте высоту подъема воды.

3. Вычислите поверхностное натяжение воды по формуле:

4. Повторите п.2,3 для глицерина.

Таблица Результаты измерений и вычислений

Жидкость	Высота подъема h,м	Плотность жидкости ρ, кг/м3	Диаметр капилляра D, м	Поверхностное натяжение	Абсолютная погрешность Δσ,Н/м	Относительная погрешность,ε,%
табличное значение σ,Н/м	вычисленное значение σ, Н/м
Вода Глицерин

Вычисления

1. Поверхностное натяжение жидкости:

σ_воды=

σ_{глицерина}=

2. Решить задачу: иногда полагают, что вода из корневой системы растений поднимается вверх за счет капиллярного эффекта. Учитывая, что диаметр капилляров в стволе не меньше 0,1 мм, рассчитайте высоту капиллярного подъема и убедитесь, что это не обеспечит реального подъема воды даже в травах, не говоря уже о деревьях. В действительности влага поднимается за счет осмотического давления (внутреннее давление, необходимое для проникновения воды в древесину до достижения равновесия).

Вывод

Записать ответы на вопросы полными предложениями:

1. Почему молекулы поверхностного слоя обладают большей потенциальной энергией, чем молекулы внутри жидкости?

2. Что называется силой поверхностного натяжения?

3. Что такое коэффициент поверхностного натяжения?

4. σ_{измерен}= ….. –это значит….

5. От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения жидкости?

6. Запишите определение явления смачивания.

7. Дайте определение капиллярных явлений.

8. Приведите примеры капиллярных явлений в природе.

9. Приведите примеры применения и учета капиллярных явлений человеком.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 10

Проверка правил последовательного соединения

Потребителей

Цель работы

Опытным путем проверить все правила последовательного соединения проводников и их следствия.

Теоретическая часть работы

Проводникив электрических цепях постоянного тока могут соединяться последовательно и параллельно. При последовательном соединении проводников конец первого проводника соединяется с началом второго и т.д. При этом сила тока I одинакова во всех проводниках, а напряжение U на концах всей цепи равно сумме напряжений на всех последовательно включенных проводниках.

При последовательном соединении проводников их общее электрическое сопротивление равно сумме электрических сопротивлений всех проводников. Из закона Ома для участка цепи следует, что напряжения на последовательно включенных участках цепи прямо пропорциональны их сопротивлениям.

Оборудование

Источник тока, амперметр, вольтметр, соединительные провода, реостат, ключ, сопротивления 1,2,4 Ома на колодках с клеммами.

Ход работы

1. Смонтировать цепь с последовательным соединением сопротивлений 1,2 или 4 Ома по схеме.

2. Замкнуть цепь.

3. Измерить ток (I_изм) и напряжение на каждом сопротивлении (U₁,U₂)и общее напряжение на них (U_изм).

4. Проверить правила последовательного соединения на числах

Таблица Результаты измерений и вычислений

Число сопротивлений	Сила тока,I,А	Напряжение, U, В	Сопротивление, R, Ом	Эквивалентное сопротивление, R, Ом	Отношение сопротивлений и напряжений
U1	U2	Uизм	R1,	R2	Rизм	Rобщ	U1:U2	R1:R2
2

Вычисления

1. Поверить правило на числах: I₁=I₂=I_изм; (правило записать словами)

, I₁= ; , I₂=

Сравните:

2. Проверить правило на числах: U_общ=U₁+U_2, (правило записать словами)

U_общ=

Сравните:

3. Проверить правило на числах: R_общ=R₁+R₂; (правило записать словами)

R_общ= ,

r w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> , R_изм=

Сравните:

4. Проверить правило на числах: , (правило записать словами)

Сравните

Вывод

Записать ответы на вопросы полными предложениями:

1. Где применяется последовательное соединение?

2. Если n одинаковых сопротивлений R соединить последовательно, то общее сопротивление R_общ=…

3. Если n одинаковых сопротивлений R соединить последовательно то напряжение тока в цепи U_общ=…

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11