5. Вимірювання вологості повітря.

Більшість приладів для вимірювання вологості повітря називається гігрометрами (від грецького “гігрос” – вологий).

Дія конденсаційного гігрометра ґрунтується на визначенні точки роси. На відполірованій поверхні, що охолоджується ефіром при продуванні його повітрям, починається конденсація водяної пари при досягненні на цій поверхні точки роси. За точкою роси за таблицями визначають абсолютну вологість повітря.

Дія волосяного гігрометра ґрунтується на властивості знежиреної людської волосини видовжуватися у вологому повітрі і скорочуватися у сухому. При зміні відносної вологості стрілка за допомогою блоку, через який перекинуто волосину, стрілка гігрометра переміщується по шкалі, градуйованій за еталонним приладом.

Психрометр (від грецького “психріа” – холод) складається з двох однакових термометрів. Резервуар одного з них (сухого) знаходиться просто у повітрі, а другого ( вологого) – обгорнутий тканиною, кінець якої опущений у ванночку з водою. Вода підіймається по тканині, випаровується і охолоджує поверхню резервуара термометра. Тому температура вологого термометра менша за температуру сухого. Різниця температур залежить від вологості.

Знаючи температуру сухого термометра і різницю між показаннями обох термометрів за допомогою таблиць визначають вологість повітря.

Д.З.: 1. §§ 47 – 49.

2. §§ 7.1, 7.2, 8.1, 8.4, 8.5, 9.1 – 9.3.

Заняття 15. Властивості рідин.

1. Поверхневий натяг.

Крапля рідини завжди приймала б форму кулі, якби не заважали сили тяжіння. У стані невагомості, який виникає в космічному кораблі, кулястої форми набувають не лише окремі краплі, а й великі маси рідини. Це відбувається тому, що поверхневий шар рідини веде себе подібно до розтягнутої еластичної плівки.

Відстані між молекулами рідини суттєво менші ніж між молекулами газу. Тому і сили притягання між молекулами рідини значно більші аніж у газах. Кожна молекула на поверхні рідини притягується рештою молекул, які містяться всередині рідини, і тому має тенденцію занурюватися вглиб. Оскільки рідина текуча внаслідок перестрибувань молекул з одного місця на інше, то вона набуває форми, за якої кількість молекул на її поверхні є мінімальною. При цьому площа поверхні скорочується до мінімально можливої. Це і спричиняє виникнення сил поверхневого натягу, величина яких при цьому не змінюється.

Величина, що вимірюється силою поверхневого натягу, яка діє на кожну одиницю довжини контуру, що обмежує вільну поверхню рідини, називається коефіцієнтом поверхневого натягу σ.

Коефіцієнт поверхневого натягу σ дорівнює:

σ = F/ℓ

де F – сила поверхневого натягу, ℓ – довжина контуру.

2. Змочування. Капілярні явища.

Молекули рідини, які перебувають на межі з твердим тілом, взаємодіють як з молекулами рідини, так і з молекулами твердого тіла.

Змочування – це явище викривлення поверхні рідини біля поверхні твердого тіла, зумовлене взаємодією молекул рідини з молекулами твердого тіла.

Форма поверхні рідини, що прилягає до твердого тіла, залежить від того, які з сил притягання більші – між молекулами рідини і твердого тіла чи між молекулами самої рідини.

У першому випадку (рис. 22 а) рідина змочує стінку посудини (кут змочування θ між площиною, дотичною до поверхні рідини і стінкою – гострий). У другому випадку ( рис. 22 б) – не змочує (кут змочування θ– тупий).

Викривлення поверхні рідини поблизу країв посудини особливо чітко видно у випадках повного змочування (кут θ = 0) у вузьких трубках – капілярах, де уся вільна поверхня рідини являє собою частину сфери і називається меніском. У рідини, що змочує стінку трубки, меніск увігнутий. У рідини, що не змочує – опуклий.

Під капілярними явищами розуміють піднімання (рис. 23 а) чи опускання (рис. 23 б) рідини у вузьких трубках – капілярах порівняно з її рівнем у широких трубках. Причому чим менший радіус трубки, тим на більшу висоту вона підніметься (опуститься).

Висота підняття змочувальної рідини в капілярі визначається за формулою:

де σ – коефіцієнт поверхневого натягу; ρ – густина рідини; g = 9,81 м/с²; r – радіус капіляра; h – висота підняття рідини в капілярі.

Завдяки численним капілярам у ґрунті вода підіймається з глибоких шарів на поверхню і там активно випаровується

Тіла, пронизані великою кількістю капілярів, активно вбирають у себе воду та інші рідини.

Задача 60. З якою силою діє мильна плівка на перемичку АВ (рис. 25) довжиною 3 см, якщо коефіцієнт поверхневого натягу σ = 0,04 Н/м.

Задача 61. У капілярі радіусом 0,5 мм рідина піднялася на 11 мм. Знайти густину цієї рідини, якщо її коефіцієнт поверхневого натягу σ = 0,022 Н/м.

Д.З.: 1. §§ 50, 51.

§§ 10.1, 10.2, 10.4 – 10.7.