Лабораторная работа № 6. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

Объем учебного времени – 2 часа.

Первый уровень

Цель работы: определение коэффициента поверхностного натяжения методом подъёма воды в капилляре, исследование зависимости поверхностного натяжения от температуры и рода жидкости.

В результате выполнения лабораторной работы студенты должны знать:

- причину поднятия смачивающей жидкости в капилляре;

- формулу зависимости высоты поднятия жидкости в капилляре от рода жидкости и радиуса капилляра;

уметь:

- определять коэффициент поверхности натяжения методом подъёма жидкости в капилляре.

Оборудование: стакан с водой, капиллярная трубка, клин из миллиметровой бумаги, масштабная линейка, лупа.

Правила техники безопасности (Приложение Д).

Основные теоретические положения

Поднятие смачивающей жидкости в капиллярной трубке происходит в результате того, что поверхность жидкости стремится сократиться из-за действия силы поверхностного натяжения.

Поэтому на жидкость оказывается дополнительное давление, которое, в случае смачивания, направлено вверх

Подъем жидкости происходит до тех пор пока дополнительное давление не сравняется с давлением столба жидкости в капилляре

где ρ - плотность жидкости, r - радиус капилляра.

Инструктаж по проведению лабораторной работы:

1. Для опыта рекомендуется использовать дистиллированную воду или хорошо прокипяченную воду.

2. Предварительно смочить внутреннюю поверхность капиллярной трубки исследуемой жидкостью, а затем провести опыт.

3. Измерять высоту поднятия жидкости по нижней части мениска в капилляре. Для удобства отсчета наблюдения производить через лупу.

Порядок выполнения работы

Задание I: Определить коэффициент поверхностного натяжения методом подъёма воды в капилляре.

1. Начертите таблицу 1.

Таблица 1

Диаметр канала капиллярной трубки	d, м
Высота подъёма воды в капилляре	h, м
Плотность воды	ρ, кг/м3
Коэффициент поверхностного натяжения	, Н/м
Табличное значение	табл, Н/м
Относительная погрешность	δ, %

2. Измерьте клином диаметр капилляра.

3. Опустите в стакан с водой капиллярную трубку.

4. Измерьте высоту подъема воды в капиллярной трубке над поверхностью воды в стакане.

5. Выведите рабочую формулу для вычисления коэффициента поверхностного натяжения и рассчитайте коэффициент поверхностного натяжения.

6. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу 1.

7. Сравните результат с табличным значением (таблица3,с.165[3]), определите относительную погрешность по формуле:

Задание II: Исследовать зависимость поверхностного натяжения от температуры и рода жидкости.

1. Рассмотрите таблицу 2 и сделайте вывод о зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры. Укажите причину этой зависимости.

Таблица 2

Температура Т, К	Поверхности натяжение δ, 10-3 Н/м	Температура Т, К	Поверхности, натяжение δ, 10-3 Н/м
283	74,0	298	71,8
288	73,3	303	71,0
293	72,5

2. Рассмотрите таблицу 3,с.165 [3] и сделайте вывод о зависимости коэффициента поверхностного натяжения от рода жидкости. Укажите причину этой зависимости.

Задание III: Оформить результаты измерений и вычислений в форме отчета по лабораторной работе в соответствии с Приложением Б.

Контрольные вопросы:

1. Почему смачивающая жидкость поднимается в капиллярной трубке?

2. Изменится ли результат вычисления коэффициента поверхностного натяжения, если диаметр капилляра будет меньше? Почему?