Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости

Определение коэффициента
поверхностного натяжения жидкости
Цель работы: определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом
капель.
Приборы и оборудование: бюретка с краном, штатив с муфтой и лапкой, колбы, весы
электронные, термометр.
1 Теоретические сведения
Анализ процесса образования и отрыва
пипетки, позволяет определить поверхностное
Действительно, отрыв капли происходит в тот
тяжести mg, действующая на каплю, становится
равнодействующей сил поверхностного натяжения,
линии окружности шейки капли.
капель, вытекающих из
натяжение σ жидкости.
момент, когда сила
равной
действующих вдоль
Приближенно можно считать, что диаметр
ее отрыва равен внутреннему диаметру D отверстия
шейки капли в момент
пипетки. Тогда
mg  Dσ .
Рисунок 3.1
Отсюда коэффициент поверхностного натяжения жидкости σ
σ
mg
.
D
Массу одной капли можно определить, измерив массу М большого числа капель N. Тогда
получим
σ
Mg
.
ND
2 Вопросы допуска
2.1 Дать определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости и единицы
измерения.
2.2 Как взвешиванием определить массу одной капли?
2.3 Какая сила удерживает каплю на трубке?
2.4 Какая сила заставляет каплю срываться?
2.5 Предложите другие методы определения коэффициента поверхностного натяжения
жидкости.
3 Ход работы
3.1 Взвешиванием определить массу колбы m1.
3.2 При пустой бюретке определить, при каком положении крана капли не будут падать, и
таким образом установить кран.
3.3 Подставить под бюретку другую рабочую колбу. Налить в бюретку воду и, регулируя
краном скорость падения капель в колбу, добиться того, чтобы капли падали с частотой 40 – 30
капель в минуту (рисунок 19.1). В этом случае можно считать, что срывание капель происходит
под действием их силы тяжести.
3.4 Подставить под кран взвешенную колбу и отсчитать в нее 100 капель.
3.5 Взвешиванием определить массу колбы вместе с водой m2.
3.6 Определить массу одной капли по формуле
m 2 - m1
.
N
3.7 Вычислить коэффициент поверхностного натяжения.
3.8 Нагреть воду, не доводя до кипения.
3.9 Повторить действия п. 3.1 – 3.7 с горячей водой.
3.10 Сравнить вычисленный результат с табличными данными,
учитывая температуру, сделать анализ качества работы методом сравнения
значения физической величины с ее табличным значением:
  =  табл – изм ;
𝜀=
△𝜎
∙ 100%
𝜎табл
3.11 Результаты всех измерений и вычислений записать в таблицу
Таблица 3.1
, %
погрешность
Относительная
натяжения σ, Н/м
капли Dш. к, м
Коэффициент
поверхностного
Диаметр шейки
Масса одной
капли, кг
Число капель, N
жидкостью
всех капель
колбы
колбы с
пустой
Номер опыта
Масса, кг
3.12 Выводы по работе.
4 Контрольные вопросы
4.1 Какие факторы влияют на значение коэффициента поверхностного натяжения
жидкости? Как это объясняет молекулярно-кинетическая теория?
4.2 Почему две капли, приведенные в соприкосновение, сливаются в одну?
4.3 Какую жидкость можно налить в стакан выше краев? Дать объяснение.
4.4 Вывести формулу для определения коэффициента поверхностного натяжения методом
капель.