Задача3. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца Приборы и принадлежности

Аналитические весы, набор жидкостей, разновес, стеклянная кювета, металлическое кольцо.

Описание установки и вывод рабочей формулы метода

Э кспериментальная установка (рис. 2-2.9) представляет собой аналитические весы А, у которых на одно коромысло, кроме чашки, подвешено горизонтально тонкое алюминиевое кольцо. Под кольцо на штативе со столиком помещается сосуд с исследуемой жидкостью В.

Если подвести сосуд под кольцо так, чтобы оно нижним основанием лишь слегка коснулось поверхности жидкости, кольцо как бы прилипнет. При этом жидкость начнет подниматься по стенкам кольца, а само кольцо втянется внутрь жидкости. Для отрыва кольца от поверхности надо приложить силу f, равную силе поверхностного натяжения. Отрыв, а точнее разрыв, поверхности происходит по двум окружностям, диаметры которых d₁ и d₂ равны внешнему и внутреннему диаметрам кольца (рис.2-2.10). Общая длина линий разрыва . Обозначая толщину стенок через h, имеем выражение . Подставив последнее выражение вместо d₁, находим . На основании (5) получаем уравнение, по которому можно определить :

. (2-2.14)

Итак, эксперимент сводится к определению силы f, диаметра кольца d₂ и его толщины h.

Порядок выполнения работы

1. Измеряют штангенциркулем внешний диаметр кольца d₂ и определяют толщину стенок кольца h.

2. Подвешивают кольцо на левое коромысло весов и уравновешивают их с помощью разновеса.

3. Подводят под кольцо кюветку с исследуемой жидкостью так, чтобы оно только коснулось поверхности жидкости.

4. Осторожно нагружают правую чашку весов разновесами до тех пор, пока кольцо не оторвется от поверхности жидкости. Вес разновесок равен при этом силе поверхностного натяжения f.

Внимание! Рекомендуется класть разновесы на предварительно арретированные весы.

Опыт повторяют 3 – 5 раз.

5. По формуле (2-2.14) определяют коэффициент поверхностного натяжения жидкости .

6. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 2-3.3

Таблица2-3.3

№ опыта	d2, м	h, м	f, Н	, Н/м	, Н/м	, Н/м
1
2
3
4
5

Проводят статистическую обработку результатов по методу Стьюдента при 0,95.