- •Вопросы входного контроля
- •Вязкость жидкости
- •Поверхностное натяжение
- •Зависимость коэффициента поверхностного натяжения от температуры
- •Зависимость коэффициента поверхностного натяжения от примесей
- •Определение вязкости жидкости
- •Практическая часть
- •Ход работы
- •Определение вязкости жидкости методом Стокса
- •Практическая часть
- •Лабораторная работа №8 Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей разными методами
- •Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва капель
- •Теоретическое обоснование метода
- •Практическая часть
- •Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца
- •Теоретическое обоснование метода
- •Практическая часть
- •Вопросы выходного контроля
Определение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца
Приборы и принадлежности: лабораторная установка для определения коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва кольца, сосуды для жидкостей, штангенциркуль, эл. плитка.
Теоретическое обоснование метода
В данном методе коэффициент поверхностного натяжения определяется как отношение силы F, измеренной при отрыве металлического кольца от поверхности жидкости к длине границы пленки : = F/ (23), – длина границы пленки – должна равняться периметру кольца, т.е. =(Д1 + Д2) (24) (см. рис. 9).
Т огда = F/( Д1 + Д2 ) (25).
Рис.9.
Рис. 8.
1 – подъемный столик, 2 – ходовой винт, 3 – измерительная шкала,
4 – сосуд с жидкостью, 5 – штатив, 6 – цилиндр, 7 – динамометр.
Для определения коэффициента поверхностного натяжения используется установка, изображенная на рис. 8. Если кольцо находится на поверхности, то вследствие полного смачивания сторон кольца, поверхность жидкости искривлена. Сила поверхностного натяжения, приложенная к окружностям диаметров Д1 и Д2 , направлена вниз.
Если подействовать на кольцо вертикальной силой f, направленной вверх, то в момент отрыва кольца от поверхности жидкости имеет место равенство F = f .
В качестве вертикальной силы учитывается дополнительная сила упругости, возникающая в пружине динамометра, удерживающего кольцо, равная разности показаний динамометра перед касанием кольца жидкости и в момент отрыва. - показания динамометра перед касанием кольца жидкости, - показания динамометра в момент отрыва кольца от жидкости:
Отрыв кольца можно осуществить путем выпускания из сосуда В жидкости или опускание сосуда с жидкостью с помощью подъемного столика. Измерив штангенциркулем внешний и внутренний диаметры кольца по формуле (25) вычисляем коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
Практическая часть
-
Заполнить сосуд исследуемой жидкостью.
-
Установить сосуд на подъемном столике, и, при помощи ходового винта, медленно поднимать столик до касания кольца с жидкостью, предварительно сняв показания динамометра .
-
Медленно опуская подъемный столик, зафиксировать показание динамометра в момент отрыва кольца.
-
Вычислить силу поверхностного натяжения
-
Вычислить коэффициент поверхностного натяжения где Д1 = 67 мм и Д2 = 66 мм – внешний и внутренний диаметры кольца цилиндра.
-
Повторить измерения не менее 3-х раз.
-
Вычислить абсолютную и относительную погрешности.
-
Результаты измерений и вычислений зафиксировать в таблице.
-
Повторить опыт, изменяя температуру раствора при постоянной концентрации.
-
Сделать вывод с теоретическим обоснованием зависимостей: .
t0 = const, «С» - изменяется
№ опыта |
Концентрация «С» |
Д1 |
Д2 |
F1 F2 |
F |
E |
|||
1 |
С1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||
3 |
|
|
|
|
|||||
1 |
С2 = |
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|||||
3 |
|
|
|
|
|||||
1 |
С3 = |
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|||||
3 |
|
|
|
|
«С» = const, t0 – изменяется
№ опыта |
Температура t0 |
Д1 |
Д2 |
F1 F2 |
F |
E |
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
|