Порядок выполнения работы. 1. В качестве эталонной жидкости используется вода, в качестве исследуемой жидкости – подкрашенный водный раствор спирта

1. В качестве эталонной жидкости используется вода, в качестве исследуемой жидкости – подкрашенный водный раствор спирта.

Налить воду в стакан, измерить температуру воды термометром. По графику зависимости коэффициента поверхностного натяжения воды от температуры σ ₁(t) (рис. 4) определить коэффициент поверхностного натяжения воды σ ₁ при измеренной температуре воды, записать его в таблицу 1.

2. Промыть воронку и бюретку небольшим количеством чистой воды. Налить в бюретку воду, под кран бюретки подставить стакан для сбора воды.

3. Медленно открывая кран, добиться раздельного падения капель воды с частотой, удобной для счета (1 – 2 капли в с).

4. Отметить и записать в черновике начальную высоту уровня воды бюретке, отсчитать заданное преподавателем число капель (60-100 капель) и закрыть кран.

5. Отметить конечное положение уровня воды в бюретке и по разности конечного и начального уровней воды определить объем вытекшей жидкости, записать в таблицу 1.

6. Опыт с водой проделать пять раз для разного количества капель, заданного преподавателем.

7. Слить воду из бюретки и залить в нее подкрашенный водный раствор спирта. Проделать пять опытов по пп. 3-5 и записать измеренные данные в таблицу 1.

8. Рассчитать для всех опытов число капель в единице объема для обеих жидкостей по формулам: ; .

9. По формуле (8) рассчитать для всех опытов коэффициент поверхностного натяжения σ ₂ водного раствора спирта.

10. Определить абсолютную и относительную погрешности измерений σ ₂.

11. В выводах полученное значение коэффициента поверхностного натяжения спирта записать в виде доверительного интервала σ ₂ = < σ ₂> ± <Δ σ ₂> с относительной погрешностью δ. Сравнить с табличным значением σ для чистого спирта.

Рис. 4. График зависимости коэффициента поверхностного натяжения воды от температуры

Таблица 1

Вода

Водный раствор спирта

№ изм

N 1

V 1, 10-6 м3

n 1, 106 м-3

s 1,

N 2

V 2, 10-6 м3

n 2, 106 м-3

s 2,

<s 2 >,

Δs 2,

<Δs 2 >

δ, %

Справочная таблица

Примечание. По указанию преподавателя возможен подсчет числа капель для обеих жидкостей, содержащихся в одном и том же заданном объеме V. Тогда V ₁= V ₂= = V и из формулы (7) следует выражение для коэффициента поверхностного натяжения исследуемой жидкости:

.

(9)

Измеренные в этом случае данные заносятся в таблицу 2.

Таблица 2

		Вода	Водный раствор спирта
№ изм	V, 10-6 м3	N 1	s 1,	N 2	s 2,	<s 2 >,	Δs 2 ,	<Δs 2 >,	δ, %

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление поверхностного натяжения?

2. Каков механизм поверхностного натяжения?

3. Дайте определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости и его единицы измерения в СИ.

4. Как направлены силы поверхностного натяжения по отношению к поверхности жидкости и к контуру, ограничивающему жидкость?

5. Как зависит коэффициент поверхностного натяжения от температуры?

6. Что называется критической температурой?

7. Как направлены силы поверхностного натяжения в месте отрыва капли?

8. Вывести формулу для коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капли.

9. Что такое капиллярные явления?

10.Зачем выполняется опыт с эталонной жидкостью (водой)?

11.У какой из исследуемых жидкостей число капель в единице объема больше и почему?

Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Академия, 2008. – 560 с. § 66-69.

2. Грабовский Р.И. Курс физики. СПб.: Лань. 2005. -608 с. Ч. I, § 53, 61-63.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2-05