Описание установки и вывод расчетной формулы
⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7 В комплект установки входит штатив с зеркалом и столиком, сосуд с жидкостью, кольцо на пружине. Коэффициент поверхностного натяжения можно измерить методом отрыва кольца. Для этой цели применяется установка (рисунок 1). Рисунок 1 Схема установки: 1 - столик; 2 - сосуд жидкостью; 3 –кольцо; 4 – площадка; 5 – стрелка: 6 – пружина; 7 – кронштейн; 8 - зеркало; 9 – миллиметровая шкала; 10 – винт; 11 – стержень; 12 – массивная плита
При погружении смачиваемого кольца в жидкость молекулы пограничного слоя жидкости взаимодействуют с материалом кольца с большей силой, чем друг с другом. При поднимании кольца вместе с ним поднимается и часть жидкости, увеличивается ее поверхность (рисунок 2). Для дальнейшего поднятия кольца нужно преодолеть его вес
F =
где b — толщина кольца, м; Рисунок 2 Кольцо, касающееся поверхности жидкости
По измеренной силе из последней формулы можно найти коэффициент поверхностного натяжения
Установка, используемая в работе, исключает необходимость взвешивания кольца и предназначена для непосредственного измерения силы поверхностного натяжения F. Кольцо подвешивают на нежесткую пружину и поднимают столик, на котором установлен сосуд с исследуемой жидкостью. Смочив нижний край кольца, столик медленно опускают и отмечают на шкале наибольшее опускание стрелки в момент его отрыва от жидкости.
После этого нагружают чашечку над кольцом разновесками и добиваются того же растяжения пружины, что и в момент отрыва его от жидкости. Вес разновесок Р=mg при этом равен силе поверхностного натяжения F, т.е. Р = F. Тогда формулу (4) можно записать
Порядок выполнения работы и требования к Оформлению результатов
3.1 При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить и законспектировать следующие библиографические источники: - для неинженерных специальностей С. 191–202 /1/. - для инженерных специальностей С. 128–134 /2/; С. 141–152 /3/. 3.2 Определить положение стрелки 3.3 Налить в сосуд исследуемую жидкость (воду) и поставить на столик под кольцо. Вращая рукоятку, поднять столик до смачивания нижнего края кольца жидкостью. Медленно опускать столик и по стрелке и его изображению на зеркале заметить его положение в момент отрыва от жидкости 3.4 Определить удлинение пружины 3.5 Опыт проделать не менее 5 раз. 3.6 Вычислить среднее значение удлинения пружины по формуле
где n – количество измерений. 3.7 Вычислить значения абсолютных погрешностей удлинения как 3.8 Вычислить среднеквадратичное отклонение
3.9 По таблицам коэффициентов Стъюдента (приложение А) найти 3.10 Вычислить погрешность по формуле:
3.11 Если полученное значение 3.12 Снять сосуд со столика. 3.13 Убрав промокательной бумагой прилипшие к кольцу капельки, нагрузить чашку кольца разновесками, добиваясь среднего удлинения 3.14 Определить массу гирь. 3.15 Записать значения внешнего диаметра кольца
Таблица 1Результаты измерений и вычислений
3.16 Вычислить среднее значение коэффициента поверхностного натяжения по формуле (5). 3.17 Погрешность измерения
Так как
3.18 Результаты измерений и расчетов представить в таблице 1.
3.19 Определить абсолютную погрешность
3.20 Окончательный результат представить в виде
3.21 Сделать выводы (сравнить полученное значение a с табличными значениями для данной жидкости). 4 Контрольные вопросы
4.1 Опишите характер теплового движения молекул в жидкостях. 4.2 Объясните, что значит «ближний порядок». 4.3 Почему при отсутствии внешних сил капля жидкости принимает форму шара? 4.4 На что затрачивается работа при увеличении поверхности жидкости? 4.5 Почему работа по увеличению поверхности пропорциональна изменению поверхности? 4.6 Какое явление называют «поверхностным»? 4.7 Что называется коэффициентом поверхностного натяжения? От каких факторов он зависит? В каких единицах он измеряется? 4.8 Почему поверхностно-активные вещества уменьшают коэффициент поверхностного натяжения жидкости? 4.9 Почему коэффициент поверхностного натяжения жидкостей уменьшается с повышением температуры? 4.10 Существуют ли условия, при которых исчезает поверхностное натяжение?
Библиографический список
1. Грабовский Р.И. Курс физики. - СПб.: Лань, 2002. -608 с. 2. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 2001. -542 с. 3. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. Пособие: Для втузов. В 5 кн. Кн. 4. Молекулярная физика и термодинамика. - М.: Наука. Физматлит, 1998. -336 с.
Приложение А
Таблица А1 Коэффициенты Стьюдента
Приложение Б
Таблица Б1 Давление и плотность насыщенных водяных паров при различных температурах
Приложение В
Пример определения относительной влажности интерполированием. а) Определяем температуры по «сухому» и «увлажненному» термометрам и разность между этими температурами.
Таблица В1 Определение температуры по «сухому» и «увлажненному» термометрам
Принимаем t с = 22,4 0 С, разность температуры (tс – tв) равна: 22,4 – 16,3 =6,1 0 С. б) Определяем относительную влажность для tс = 22,4 0 С, для чего интерполируем значения относительной влажности по таблице для tс от 22 до 23 0 С и tс – tв = 6,0 0 С.
Таблица В2 Приближенное определение относительной влажности
При увеличении tс на 10 С, относительная влажность увеличивается на 2%, поэтому, увеличение tс на 0,4 0 С увеличит относительную влажность на
Для tс = 22,4 0 С и tс – tв =6,0 0 С, относительная влажность равна 48 + 0,8 = 48,8% в) Определяем относительную влажность для tс = 22,4 0 С и tс - tв =6,5 0 С, для чего интерполируем значения относительной влажности по таблице для tс от 22 до 23 и tс – tв =6,5 0 С.
Таблица В3 Определение относительной влажности интерполированием
Для tс = 22,4 0 С и tс – tв =6,0 0 С, относительная влажность по расчету, аналогичному для (б), равна 44,8% г) Определяем относительную влажность для 22,4 0 С и tс – tв =6,1 0 С, для чего интерполируем найденные значения относительной влажности для tс – tв от 6,0 до 6,50 С при tс = 22,4 0 С.
Таблица В4 Окончательное определение относительной влажности
При увеличении разности tс – tв на 0,5 0 С относительная влажность уменьшается на 4,0%, поэтому увеличение tс – tв на 0,1 0 С уменьшит относительную влажность на
Лицензия РБ на издательскую деятельность № 0261 от 10 апреля 1998 года. Подписано в печать_______________2006 г. Формат 60х84. Бумага типографская. Гарнитура Таймс. Усл.печ.л.________. Усл.изд.л. _____________. Тираж____________ экз. Заказ № _______________. Издательство Башкирского государственного аграрного университета. Типография Башкирского государственного аграрного университета. Адрес издательства и типографии: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|