- •Часть 1. Сведения из теории.
- •Часть 2. Метод отрыва кольца.
- •Часть 3. Метод отрыва капель.
- •Часть 4. Метод измерения по добавочному давлению Лапласа.
- •Часть 5. Метод измерения , основанный на капиллярных явлениях.
- •Часть 6. Задания и порядок их выполнения.
- •Часть 7. Для получения зачета необходимо:
Часть 5. Метод измерения , основанный на капиллярных явлениях.
Экспериментальная установка состоит из трех, закрепленных на штативе, сообщающихся сосудов, один из которых является трубкой большего радиуса, а два других капиллярами радиусами и катетометра. В случае, когда сила поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело-газ гораздо больше суммы сил поверхностного натяжения границ раздела твердое тело-жидкость и жидкость-газ, наблюдается явление полного смачивания, заключающееся в том ,что жидкость собирается растечься по поверхности твердого тела. Если при этом жидкость находится в очень узком сосуде (капилляре), то ее поверхность приобретает форму полусферы. Изгиб поверхности создает добавочное давление Лапласа, равное и направленное к центру кривизны поверхности. В случае смачивания это приводит к поднятию жидкости в капилляре до тех пор, пока давление Лапласа не уравновесится гидростатическим давлением равным . Таким образом, высота поднятия жидкости в капилляре связана с коэффициентом поверхностного натяжения и радиусом кривизны капилляра соотношением
, где
Часть 6. Задания и порядок их выполнения.
-
Определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца. Для этого:
-
Проверить, чтобы кольцо было сухим, а его нижняя поверхность установлена горизонтально.
-
Нагружая пружину и отмечая положение диск-индикатора, отградуировать шкалу, построить график зависимости , где – положение диска.
-
Налить в широкий сосуд воду (или другую жидкость) и установить его на подставке так, чтобы кольцо находилось над центром сосуда.
-
Осторожно растянув пружину, отпустить кольцо и привести его в соприкосновение с поверхностью жидкости. (Если кольцо не удерживается жидкостью, следует уменьшить первоначальное расстояние между свободно висящим кольцом и жидкостью).
-
Опустить зажим сливного устройства и начать медленно сливать жидкость из сосуда.
-
Заметить положение диска в момент отрыва кольца и определить по градуировочному графику величину силы поверхностного натяжения.
-
Провести не менее 5 измерений, и пользуясь формулой , вычислить коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
-
-
Определить коэффициент поверхностного натяжения методом отрыва капель, для чего:
-
Налить в капельницу жидкость.
-
Взвесить стаканчик (он должен быть сухим).
-
Измерить внешний радиус капилляра и присоединить капилляр к капельнице.
-
Накапать в стаканчик 200 капель и взвесить их.
-
Используя измеренные величины и формулу , определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
-
-
Определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости методом измерения давления Лапласа в пузырьке воздуха, для чего:
-
Присоединить капилляр к манометру и сильфону.
-
С помощью подпружиненного столика подвести под капилляр сосуд с жидкостью так, чтобы капилляр опустился в жидкость на мм.
-
Медленно завинчивая винт сильфона, выдавить в жидкость пузырек воздуха.
-
Отметить максимальное значение избыточного давления на шкале манометра. Опыт повторить несколько раз.
-
Измерить внутренний радиус капилляра с помощью катетометра и, пользуясь формулой , определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
-
-
Определить коэффициент поверхностного натяжения жидкости с помощью капилляров, для чего:
-
Измерьте внутренние радиусы капилляров с помощью катетометра.
-
Наполните сообщающиеся сосуды капилляров жидкостью и закрепите на штативе.
-
Измерьте разницу уровней в капиллярах с помощью катетометра и, пользуясь формулой , рассчитайте коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
-
-
Определить погрешность измерений каждым методом.