Выполнение работы

1. Подготовьте установку к работе. Для этого заполните аспиратор водой (переключатель 6 манометра (см. рис.3.) при этом должен находиться в положении «0»!). Убедитесь, что игла не испачкана анилином (в противном случае промойте ее сначала ацетоном, а затем дистиллированной водой), и установите ее в сосуде с водой так, чтобы она слегка касалась поверхности воды. Выставьте микроманометр строго горизонтально, используя регулировочные ножки 5 и два уровневых указателя 4 (см. рис. 3а и 3б). Проверьте положение нуля манометра при переключении его на атмосферу (положение «О» переключателя) и, если это необходимо, поставьте уровень жидкости в манометре на нулевую отметку шкалы с помощью регулировочного винта 3 (если этого не сделать, то начальные показания манометра нужно учитывать как поправку).

2. Ознакомьтесь с работой наклонного манометра. Для этого установите переключатель манометра в положение «+» и, открывая или прикрывая кран аспиратора, подберите удобную для отсчетов скорость образования пузырьков. Манометр должен показывать медленный рост давления до некоторого максимального значения и затем быстрое его падение при пробулькивании пузырька.

3. Подберите частоту падения капель так, чтобы максимальное давление не зависело от этой частоты. Для этого пузырьки не должны пробулькивать слишком часто (не чаще, чем 1 пузырек в 5 секунд).

4. Измерьте 10-12 раз максимальное давление при пробулькивании пузырька. Среднее значение занесите в таблицу 1. По разбросу результатов оцените случайную погрешность . Пользуясь табличным значением коэффициента поверхностного натяжения воды (см. таблицу 3 приложения 7) и формулой (9), определите радиус иглы. Погрешность рассчитать по формуле, полученной из (9) методом дифференцирования.

Таблица 1

дел	Па	Па	10-3 м	10-3 м

5. Промойте иглу в ацетоне и перенесите ее в сосуд с анилином. Измерьте максимальное давление в пузырьках, когда игла лишь касается поверхности жидкости. Измерьте h₁ (см. рис. 2). Результаты измерений занесите в табл. 2.

Таблица 2

дел	Па	10-2 м	дел	Па	10-2 м	, кг/м3	, кг/м3

6. Утопите иглу на максимальную глубину. Измерьте максимальное давление в пузырьках. Результат измерения, выполненный при комнатной температуре, занесите в таблицу 2.

7. Измерьте h₂. Из равенства (15) определите плотность анилина . Оцените погрешность измерения плотности, для этого выведите формулу погрешности, исходя из формулы (15). Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу 2.

8. Внесите в таблицу 3 значение давления , измеренное при комнатной температуре. Найдите  по формуле (16).

Таблица 3

T, К	, дел	, Па	·,10-3  Н /м	, 10-3 Н/м	,%	Q,10-6 Дж	σdA/U
Tкомн
298
303
308
313
318
323
328
333
328
323
318
313
308
303
298
Ткомн

9. Снимите зависимость (Т) при нагревании анилина (игла должна находиться на максимальной глубине). Измерения следует проводить через 5 градусов, так как нагревать анилин выше 60°С не следует, а при этом должно получиться 6-8 точек. Результаты измерений максимального давления в пузырьках внесите в таблицу 3.

Примечание:  имеет слабую зависимость от Т. Поэтому ещё при комнатной температуре следует заполнить аспиратор почти доверху, отрегулировать скорость поднятия уровня в измерительном канале микроманометра и сохранять эту скорость в течение всех измерении. Это позволит уменьшить величину ошибок, вносимых в само измерение.

Кроме того, желательно производить измерения давления в пузырьках с максимально возможной точностью (до половины деления).

10. Повторите измерения, понижая температуру от 60°С до комнатной. Для убыстрения процесса охлаждения пустите водопроводную воду через змеевик термостата.

11. После окончания измерений иглу необходимо поднять так, чтобы её конец находился выше уровня анилина (жидкости). Это необходимо сделать для того, чтобы последующие изменения атмосферного давления не привели к выдавливанию анилина (жидкости) из колбы.

Переключатель микроманометра поставьте на атмосферу (положение «0»).

12. Вывести формулу погрешности при измерениях , исходя из формулы (16). Рассчитать погрешности  и для всех температур. Полученные значения записать в таблицу 3.

13. Постройте график зависимости  от  и с его помощью определите d /dТ (угловой коэффициент полученной прямой).

14. Зная d /dТ из формулы (5) определите теплоту образования 1 см² поверхности анилина. Какую часть изменения внутренней энергии составляет работа расширения поверхности? (См. формулу 5). Вычисления проведите для всех температур, результаты занесите в таблицу 3.

15. Сделайте выводы по работе.