Висновок:

1. Яку фізичну величину Ви визначали? Описати, яким чином Ви це робили.

2. Дати аналіз отриманим даним. Для чого Ви розраховували похибки?

Контрольні запитання

1. Дати характеристику твердому тілу, рідині.

2. Порівняти властивості кристалічних та аморфних тіл.

3. Дати характеристику гіпосульфіту.

4. Записати рівняння теплового балансу та вивести формули (10, 11)

5. Вивести формули для розрахунку похибок вимірювання для питомої теплоємкості та питомої теплоти плавлення.

6. Чому дорівнює молярна теплоємкість та молярна теплота плавлення?

Лабораторна робота № 22

Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини.

Мета роботи: експериментально визначити коефіцієнт поверхневого натягу рідини методом відриву петлі.

Завдання:

1. Визначення коефіцієнту поверхневого натягу для різних рідин (чистої води, мильного розчину, солоної води) методом відриву петлі.

2. Перевірити отримане значення коефіцієнту поверхневого натягу чистої води, використовуючи капілярну трубку. Порівняти з табличним значенням.

3. З’ясувати залежність коефіцієнту поверхневого натягу чистої води від температури.

4. Перевірка прямолінійної залежності сили поверхневого натягу від довжини скоби

Обладнання та інструменти: динамометр ДПН з приладдям, лінійка, штатив, посудини з чистою водою, мильним розчином, солоною водою та гарячою водою, термометр, капілярна трубка.

Вказівки на теоретичний матеріал:

3. Стани речовини. Рідини.

4. Поверхневий натяг.

5. Капілярні явища.

Теоретичні положення:

Поверхневий натяг – фізична величина, яка дорівнює відношенню сили поверхневого натягу, що діє на границі поверхні, до довжини цієї поверхні.

При відриванні петлі (рис. 1) утворюється тонка плівка рідини довжиною l, вздовж границі якої діє сила F. Тому залежить коефіцієнт поверхневого натягу можна розрахувати за формулою:

(1)

Рисунок 1. Схема досліду.

Для вимірювання залежить коефіцієнт поверхневого натягу петлю повністю занурюють в рідину, а потім обережно витягують. При цьому на петлі утворюється плівка. Коли сила пружності пружини динамометра стає рівною силі поверхневого натягу, плівка рветься.

При занурені у рідину капіляра вода по ній піднімається на деяку висоту h. Якщо відомі висота підняття води у капілярі, його радіус і густина рідини, то коефіцієнт поверхневого натягу визначається так:

(2)

Середнє значення, абсолютна та відносна похибка визначаються за формулами:

σ_сер = (3)

(4)

(5)

Порядок виконання роботи

Завдання 1. Визначити коефіцієнт поверхневого натягу для різних рідин (чистої води, мильного розчину, солоної води) методом відриву петлі.

Завдання 1.1 Визначення коефіцієнту поверхневого натягу чистої води

1. За допомогою лінійки виміряйте довжину петлі.

2. Опустіть петлю, яка прикріплена до динамометра, повністю у чисту воду. Обережно витягуйте її. Зафіксуйте значення сили поверхневого натягу в момент відриву петлі. Повторити 5 разів. Значення запишіть до табл. 1.

Таблиця 1. Коефіцієнт поверхневого натягу для чистої води.

№ п/п	l, м	F, Н	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %
1
…
5

3. За формулою (1) визначте коефіцієнт поверхневого натягу.

4. За формулами (3-5) розрахуйте середнє значення, абсолютну та відносну похибки.

Завдання 1.1 Визначення коефіцієнту поверхневого натягу для солоної води

1. Виконайте дії, описані у п/п 2-4 для солоної води. Результат запишіть до табл. 2.

Таблиця 2. Коефіцієнт поверхневого натягу для солоної води.

№ п/п	l, м	F, Н	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %
1
…
5

Завдання 1.3 Визначення коефіцієнта поверхневого натягу для мильного розчину

1. Виконайте дії, описані у п/п 2-4 для мильного розчину. Результат запишіть до табл. 3.

Таблиця 3. Коефіцієнт поверхневого натягу для мильного розчину.

№ п/п	l, м	F, Н	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %
1
…
5

2. Зробити висновок.

Завдання 2. Перевірити отримане значення коефіцієнту поверхневого натягу чистої води, використовуючи капілярну трубку. Порівняти з табличним значенням.

1. Перевірте отримане значення коефіцієнту поверхневого натягу чистої води, використовуючи капілярну трубку. Для цього занурте капіляр у воду, виміряйте довжину стовпчика води у середині капіляра. Значення запишіть до табл. 4.

Таблиця 4. Перевірка отримане значення коефіцієнту поверхневого натягу для чистої води

№ п/п	ρ, кг/м3	r, м	h, м	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %
1
…
5

2. За формулою (2) визначте коефіцієнт поверхневого натягу. Порівняти з табличним значенням.

3. За формулами (3-5) розрахуйте середнє значення, абсолютну та відносну похибки.

Завдання 3. З’ясувати залежність коефіцієнту поверхневого натягу чистої води від температури

1. За допомогою термометра виміряйте початкову температуру води. Кілька разів додавайте у склянку гарячої води і вимірюйте температуру отриманої суміші. Одночасно з цим виконуйте дії, описані у п/п 2. Результат запишіть у табл. 5.

2. За формулою (1) визначте коефіцієнт поверхневого натягу.

Таблиця 5. Залежність коефіцієнта поверхневого натягу від температури.

№ п/п	Т, К	l, м	F, Н	σ, Н/м
1
…
5

3. За даними таблиці побудувати графік залежності σ(Т)

Завдання 4. Перевірка прямолінійної залежності сили поверхневого натягу від довжини скоби.

1. За допомогою лінійки виміряйте довжину петлі.

2. Опустіть петлю, яка прикріплена до динамометра, повністю у чисту воду. Обережно витягуйте її. Зафіксуйте значення сили поверхневого натягу в момент відриву петлі.

3. Взяти іншу петлю та виміряти її довжину. Повторити п/п2. Значення запишіть до табл. 1.

4. Повторити п/п 1-2 для всього набору петель.

Таблиця 6. Коефіцієнт поверхневого натягу для чистої води.

№ п/п	l, м	F, Н	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %	σекс, Н/м
1
…
5

5. За формулою (1) визначте коефіцієнт поверхневого натягу.

6. За формулами (3-5) розрахуйте середнє значення, абсолютну та відносну похибки.

7. Повторити п/п 1-4 для мильного розчину та солоної води.

Таблиця 7. Коефіцієнт поверхневого натягу для солоної води.

№ п/п	l, м	F, Н	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %	σекс, Н/м
1
…
5

Таблиця 8. Коефіцієнт поверхневого натягу для мильного розчину.

№ п/п	l, м	F, Н	σ, Н/м	σсер, Н/м	Δσсер, Н/м	εσ, %	σекс, Н/м
1
…
5

8. Побудувати графіки залежності коефіцієнту поверхневого натягу від довжини петлі. Зробити висновок про лінійність графіків.

9. за графіками знайти коефіцієнт поверхневого натягу для кожної рідини та порівняти його з отриманим раніше.