Лабораторная работа №12 «Определение относительной влажности воздуха»

Цель работы: измерить относительную влажность воздуха с помощью психрометра (2х термометров).

Оборудование:

• учебный термометр – 2шт;

• штатив с закрепленным стержнем;

• держатель для стеклянных трубок;

• стакан с водой;

• кусочек марли;

• психрометрическая таблица.

Теория:

Относительной влажностью воздуха называется величина, равная отношению давления пара, который находится в воздухе при данной температуре (р), к давлению насыщенного пара при этой температуре (р₀).

Для быстрого определения относительной влажности воздуха используют психрометр. Он состоит из двух термометров; резервуар одного из них обвернут марлей (или батистом), конец которой находится в емкости с водой. Вода поднимается по ткани и, испаряясь. Охлаждает поверхность резервуара термометра. Показания влажного термометра ниже по сравнению с показаниями сухого. Разница показаний термометров тем больше, чем выше скорость испарения воды с поверхности ткани на резервуаре термометра. Скорость испарения зависит главным образом от влажности воздуха. Эта скорость тем больше, чем ниже относительная влажность воздуха. По разнице показаний сухого и влажного термометров можно определить абсолютную и относительную влажность.

Ход работы:

1. Собрать установку по рисунку:

2. В держателе для стеклянных трубок закрепить два термометра: сухой и влажный, предварительно обернутый тканью, конец которого опущен в воду.

3. Определить показания сухого и влажного термометров и вычислить разность температур.

4. По психрометрической таблице определить относительную влажность воздуха.

5. Данные внести в таблицу.

Температура сухого термометра tсух°, °С	Температура влажного термометра tвлажн°, °С	Разница температур ∆ t°, °С	Относительная влажность воздуха φ, %
27±0,5	25±0,5	2±0,5	85%

Вывод: определена влажность воздуха в комнате. Из данного результата видно, что в комнате очень влажно. Нормальной влажностью считается влажность от 40% до 60%.

Лабораторная работа №13 «Определение поверхностного натяжения жидкости несколькими способами»

Цель работы: измерить коэффициент поверхностного натяжения воды методами отрыва капель и поднятия жидкости в капилляре.

Оборудование:

• весы электронные;

• штангенциркуль;

• клин измерительный из жести;

• игла;

• линейка измерительная с миллиметровыми делениями;

• мензурка;

• резиновая труба со стеклянным наконечником;

• капиллярная трубка.

Теория:

На молекулы, находящиеся в поверхностном слое жидкости, действуют силы натяжения других молекул, направленные внутрь жидкости. Для выхода молекулы из внутренних слоев в поверхностный слой необходимо совершение работы против действия молекулярных сил натяжения. В результате молекулы в поверхностном слое жидкости обладают избытком энергии. Эта энергия называется свободной поверхностной энергией жидкости.

Свободная поверхностная энергия в состоянии равновесия жидкости стремится к минимуму, жидкость как бы стягивается упругой поверхностной пленкой, стремясь к уменьшению своей площади.

При образовании тонкой пленки длиной l вдоль границы поверхности жидкости действует сила поверхностного натяжения F, равная

, следовательно (1)

Коэффициент поверхностного натяжения σ зависит от рода жидкости.

1. Измерение коэффициента поверхностного натяжения методом отрыва капель.

В момент отрыва капель модуль силы поверхностного натяжения F равен модулю силы тяжести .

или , отсюда .

Для повышения точности измеряют массу “n” капель и вычисление ведут по формуле:

где М – масса nкапель.

2. Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости способом поднятия жидкости в капилляре.

Трубку опускают в стакан с водой и измеряют высоту поднятия жидкости в капилляре.

Жидкость поднимается в капилляре до тех пор, пока сила поверхностного натяжения F не уравновесится силой тяжести, действующей на поднятую воду.

, следовательно ,

где ρ – площадь жидкости, g – модуль ускорения свободного падения, h – высота поднятия жидкости в капилляре, D – диаметр капилляра.

Ход работы:

1 способ:

12. Закрепить на штативе воронку с резиновой трубкой, к которой закреплена стеклянная трубка.

13. Измерить внутренний диаметр стеклянной трубки – наконечника с помощью измерительного клинка.

14. Измерить массу пустого стаканчика.

15. Налить в воронку воды и отсчитать в пустой стаканчик 100 капель воды.

16. Взвесить стакан с водой и определить массу воды.

17. Вычислить поверхностное натяжение по формуле:

18. Рассчитать относительную и абсолютную погрешности измерений по формулам:

19. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу:

N	D, м	n	M, кг	σ, Н/м	∆σ, Н/м	Ɛ=∆σ|σ
1	1,8*10-3	100	4*10-3	71*10-3	1,14*10-2	0,16

2 способ:

1. С помощью иглы и штангенциркуля измерить диаметр капилляра.

2. Опустить капилляр в стакан с водой и измерить высоту ее поднятия в капилляре.

3. Вычислить поверхностное натяжение воды по формуле:

4. Результаты занести в таблицу:

ρ, кг/м3	h, м	D, м	σ, Н/м	∆σ	∆σ|σ
103	1,6*10-2	1,8*10-3	67,5*10-3	4,05*10-3	0,06

5. Сравнить результаты измерений σ, полученные разными способами и сделать вывод.

Вывод: значения σ, полученные двумя способами, в пределах погрешности, равны и близки по значению с табличными. Следовательно эти методы можно использовать для определения коэффициента поверхностного натяжения.