6.1. Теория поверхностного натяжения.
Молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избытком
потенциальной энергии по сравнению с молекулами, находящимися
внутри жидкости.
Поверхностный слой жидкости, стремясь уменьшить
потенциальную энергию, сокращается. При этом свершается работа А.
Работа А вычисляется по формуле (1).
А = sS (1)
где s - коэффициент пропорциональности, Дж/м2 или Н/м
S – площадь поверхности, м2
Коэффициент пропорциональности может быть вычислен также
по формуле (2).
s = F/L (2)
где F – сила, Н
L – длина, м
Поверхностное натяжение можно определить методом отрыва
капель.
Силу поверхностного натяжения F в этом случае определяют
по весу капли в момент ее отрыва от конца пипетки:
F = m g (3)
s = m g /L (4)
L = pdшк (5)
где dшк - диаметр шейки капли, м
Опыт показывает, что
dшк = 0,9 dп (6)
где dп - диаметр конца пипетки.
6.2. Методика определения поверхностного натяжения.
- Измерить диаметр конца пипетки штангенциркулем.
- Определить массу пустого сосуда для сбора капель m1,
взвесив его.
- Подставит пустой взвешенный сосуд под пипетку с водой и
отсчитать50 капель.
- Измерив массу сосуда с каплями m2, определить массу капель.
- Повторить опыт, собрав в сосуд 100 капель.
- Вычислить поверхностное натяжение в каждом из опытов
по формуле (7).
s = (m2– m1) g / np 0,9 dп (7)
- Вычислить среднее значение поверхностного натяжения по
результатам двух опытов по формуле (8)
sср= (s1+ s2) / 2 (8)
- Сравнить полученный результат с табличным значением
поверхностного натяжения.
- Вычислить относительную погрешность по формуле (9)
g = | sт- sср | / sт* 100 % (9)
- Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.
Вопросы для самоконтроля
- Почему поверхностное натяжение зависит от вида жидкости?
- Изменится ли результат вычислений, если изменить диаметр
пипетки?
- Объясните, в какой момент капля отрывается.
БЛАНК ОТЧЁТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 5
«Определение поверхностного натяжения жидкости»
Ф.И.О. студента_____________________________
Группа_____________________________________
Дата_______________________________________
Преподаватель______________________________
Таблица 1. Результаты измерений и вычислений
поверхностного натяжения жидкости.
Масса пустого сосуда m1, кг | Масса сосуда с водой m2, кг | Масса капель m, кг | Число капель n | Диаметр пипетки dп, м | Поверхн. натяж. s, Н/м | Среднее значение поверхн. натяжения sср, Н/м | Таблич. знач. повер. натяж. sт, Н/м | Относит погрешн. % |
Работу выполнил студент Работу принял преподаватель
«_____»_____________20 «_____»______________ 20
______________________ _____________________
номер по журналу и подпись подпись
ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«АВТОТРАНСПОРТНЫЙ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
«Изучение закона Ома для участка цепи и последовательного
соединения проводников»
Специальность: 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного
транспорта»,
23.02.02 «Автомобиле- и тракторостроение»,
23.02.01 «Организация перевозок и управление на транспорте
(по видам транспорта)»,
23.02.05. «Эксплуатация транспортного электрооборудования
и автоматики (по видам транспорта)»,
13.02.11 «Обслуживание электрического и электромеханического
оборудования (по отраслям)»,
08.02.09 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования
промышленных и гражданских зданий».
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Санкт-Петербург