Эталонная жидкость Исследуемая жидкость

Масса n₀ капель в объеме V Масса n капель в объеме V

Мо = n₀ m₀ = о V М = n∙m = V

– плотность эталонной жидкости; – плотность исследуемой
жидкости;

n₀ - число капель в объеме V ; n – число капель в объеме V;

m₀ – масса одной капли; m – масса одной капли;

. .

Вес одной капли по второму закону Вес одной капли по второму закону

Ньютона: Ньютона:

. (1) . (1)

Капля отрывается в тот момент, Капля отрывается при равенстве ее

когда ее вес равен силе поверхност - веса силе поверхностного натяжения.

ного натяжения.

Р₀ = F п.н₀. (2) Р = F п.н . (2)

Сила F п.н₀ = 2 π r σ₀. (3) F п.н = 2 π r σ. (3)

Подставляем значения Р₀ и F п.н₀ Подставляем значение Р и F п.н

из формул (1) и (3) в формулу (2). из формул (1) и (3) в формулу (2).

Получаем: Получаем:

, (4) . (5)

где r – радиус капилляра.

Решаем совместно систему уравнений (4) и (5), деля их почленно:

.

После сокращения получаем:

. Отсюда: .

Порядок выполнения работы

1. Заполнить сталагмометр эталонной жидкостью выше верхней риски.

2. Подобрать скорость истечения жидкости, удобную для подсчета капель.

3. Подсчитать число капель по эталонной жидкости в объеме V.

4. Опыт проделать 3 раза.

5. Заполнить сталагмометр исследуемой жидкостью и повторить 3-й и 4-й пункты.

6. Полученные данные занести в таблицу:

№ п/п								100%
ср.

Контрольные вопросы

1. Какова природа сил поверхностного натяжения?

2. Коэффициент поверхностного натяжения и его единицы измерения.

3. Вывод формулы для определения коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца.

4. Вывод формулы для определения коэффициента поверхностного натяжения методом счета капель.

5. Диагностическое значение коэффициента поверхностного натяжения.

6. Явления смачивания и несмачивания.

7. Капиллярные явления.

8. Газовая эмболия.

Тестовые задания

1. Укажите рисунок сил добавочного давления, если жидкость неподвижна:

а б

в г

2. Высота поднятия жидкости в капилляре определяется по формуле:

а) ; в) ;

б) ; г) ;

д) .

3. Укажите формулу дополнительного давления (формула Лапласа):

а) ; в) ;

б) ; г) ;

д) ;

4. Укажите, в каком случае жидкость смачивает стенку капилляра:

а) если поверхность жидкости перпендикулярна стенке капилляра;

б) если поверхность жидкости имеет выпуклый мениск;

в) если краевой угол α<90⁰;

г) если краевой угол α>90⁰.

5. Укажите формулу для определения радиуса мениска в капилляре.

а) в)

б) г)

д)

2. Укажите, в каких единицах измеряется коэффициент поверхностного натяжения в системе СГС.

а) ; в) ;

б) ; г) ;

д) .

7. Укажите, в каком случае жидкость не смачивает стенку капилляра:

а) если краевой угол α>90⁰;

б) если краевой угол α<90⁰;

в) если поверхность жидкости имеет вогнутый мениск;

г) если поверхность жидкости перпендикулярна стенке капилляра.

8. Укажите, что не является единицей измерения коэффициента поверхностного натяжения:

а) ; в) ;

б) ; г) ;

д) .

9. Равнодействующая сил когезии и адгезии…

а) всегда направлена вглубь жидкости;

б) направлена под углом α<90⁰ к поверхности жидкости;

в) направлена по касательной к поверхности жидкости;

г) всегда перпендикулярна к поверхности жидкости;

д) направлена под углом α>90⁰ к поверхности жидкости.

10. Укажите формулу соотношения поверхностной энергии (∆W) и коэффициента поверхностного натяжения (σ):

а) ; в) ;

б). ; г) ;

д) .

11. Поверхностное натяжение обусловлено:

а) силами отталкивания между молекулами жидкости и газа;

б) силами притяжения между молекулами жидкости;

в) регулярным расположением молекул в жидкости;

г) возникновением ядерных сил.

12. Укажите, какие силы действуют на молекулу, находящуюся на свободной поверхности жидкости:

а) силы со стороны окружающих молекул жидкости и со стороны паров жидкости;

б) силы, результирующая которых равна нулю;

в) силы межмолекулярного отталкивания;

г) силы адгезии.

13. Поверхностное натяжение характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения, который численно равен силе поверхностного натяжения, приходящейся на единицу длины контура, ограничивающего поверхность жидкости. В аналитической форме данное утверждение можно представить в виде:

а) ; в) ;

б) ; г) .

14. Укажите, какая из перечисленных жидкостей обладает наибольшим коэффициентом поверхностного натяжения:

а) вода; в) моча;

б) желчь; г) сыворотка крови.

15. Коэффициент поверхностного натяжения при введении в жидкость поверхностно – активных веществ:

а) снижается; б) увеличивается; в) остается неизменным.

16. Газовая эмболия может привести к следующему:

а) установлению ламинарного течения крови

б) изменению вязкости крови

в) закупорке кровеносных сосудов

г) обильному кровоснабжению любого органа.

17. Укажите рисунок, на котором правильно сопоставлены силы добавочного давления и радиусы менисков при движении пузырька газа по узкой трубке:

а r₁=r₂ б r₁>r₂

в r₁=r₂ г r₁≤r₂

18. Укажите на рисунке краевой угол.

а) ;

б) ;

в) .

19. Краевой угол – это угол между:

а) силами адгезии и когезии;

б) стенками сосуда и поверхностью жидкости;

в) силами поверхностного натяжения;

г) силой адгезии и поверхностью жидкости.

20. При определении коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца приведите в соответствие рисунок и формулу:

а) ;

б) ;

в) .

21. Укажите, каким методом в медицине определяют величину коэффициента поверхностного натяжения:

а) методом отрыва капель без эталонной жидкости;

б) методом отрыва капель с эталонной жидкостью;

в) методом отрыва кольца;

г) при помощи капиллярного метода;

д) методом отрыва пластинки.

22. Поверхностным натяжением называется:

а) свойство жидкости увеличивать свою свободную поверхность;

б) свойство жидкости занимать объем сосуда, в котором она находится;

в) свойство жидкости подниматься по узким трубкам;

г) свойство жидкости опускаться в узких трубках под действием добавочного

давления;

д) свойство жидкости сокращать свою свободную поверхность.

23. Механизм возникновения силы поверхностного натяжения объясняется наличием:

а) сил межмолекулярного отталкивания;

б) гравитационных сил;

в) ядерных сил взаимодействия;

г) инерционных сил;

б) сил межмолекулярного притяжения.

24. Укажите, в какой из формул коэффициента поверхностного натяжения допущена ошибка:

а) ; в) ;

б) ; г) .

25. Газовая эмболия объясняется:

а) наличием в жидкости внутреннего трения;

б) текучестью жидкости;

в) наличием минимума энергии в поверхностном слое;

г) наличием добавочного давления.

26. Укажите, в каких единицах измеряется коэффициент поверхностного натяжения в системе СИ:

а) ; в) ;

б) ; г) ;

д) .

27. При уменьшении температуры жидкости величина коэффициента поверхностного натяжения:

а) увеличивается; в) остается постоянной;

б) уменьшается; г) меняется произвольно;

г) уменьшается по экспоненциальному закону.

28. Укажите рисунок к явлению смачиваемости, данный через краевой угол:

а в

б г

29. Сила поверхностного натяжения направлена…

а) перпендикулярно к поверхности жидкости;

б) перпендикулярно к поверхности жидкости и направлена вглубь жидкости;

в) по касательной к поверхности жидкости;

г) произвольно.

д) под углом к поверхности жидкости.

30. Капиллярностью называется:

а) свойства жидкости сокращать свою свободную поверхность;

б) свойства жидкости принимать форму сосуда, в котором она находится;

в) свойства жидкости при течении разбиваться на отдельные слои;

г) свойства жидкости подниматься и отпускаться в тонких трубках под

действием добавочного давления;

д) свойства жидкости, связанные с внутренним трением.

31. Укажите, какой метод не используется для определения коэффициента поверхностного натяжения:

а) метод отрыва кольца;

б) метод отрыва капель;

в) метод отрыва пластинки;

г) метод вискозиметра.

32. Если краевой угол α=0, то:

а) происходит абсолютная несмачиваемость;

б) происходит смачиваемость;

в) происходит абсолютная смачиваемость;

г) происходит несмачиваемость;

д) происходит отрыв капли.

33.Силы поверхностного натяжения направлены:

а) перпендикулярно к поверхности жидкости;

б) под углом в 30⁰ к поверхности жидкости;

в) под углом в 90⁰ к поверхности жидкости;

г) под углом в 60⁰ к поверхности жидкости;

д) по касательной к поверхности жидкости;

34. Абсолютная смачиваемость происходит при условии:

а) ; в) ;

б) ; г) ;

д) .

Лабораторная работа №3