Описание установки и метода измерений радиуса капилляра
Установка состоит из пробирки с исследуемой жидкостью, капилляров и проекционного фонаря, с помощью которого проецируется на экран увеличенное и обратное изображение пробирки с капилляром. Высота поднятия жидкости в капилляре отсчитывается по миллиметровой шкале. Вследствие искривленной поверхности жидкости у стенок капилляра и сосуда, изображение ее уровня на экране имеет вид темной полосы. Отсчет производится по верхнему (на экране) краю полосы. Так как проекционный фонарь дает увеличенное изображение на экране, измеренную на экране разность уровней следует разделить на увеличение фонаря.
Для
определения увеличения фонаря на
пробирке с жидкостью нанесены две метки
на расстоянии
друг от друга. Если на экране расстояние
между метками равно L,
то увеличение фонаря будет
.
Зная значения
для данной жидкости и высоту поднятия
жидкости в капилляре h,
по формуле (7) определяют радиус капилляра.
Величина угла смачивания для каждой
жидкости задается преподавателем.
Порядок выполнения работы
1. Измеряют расстояние между метками на пробирке.
2. Наливают в пробирку жидкость плотности и вставляют пробирку в
проекционный фонарь. При этом необходимо иметь в виду, что количество налитой жидкости должно быть таким, чтобы изображение ее уровня в пробирке находилось в верхней части светлого круга экрана.
3. Включают проекционный фонарь и определяют на экране расстояние L между метками.
4. Опускают в пробирку капилляр и на экране отсчитывают высоту поднятия жидкости в капилляре Н. Опыт проделывают с разными капиллярами, по три раза с каждым из них.
Обработка результатов измерений
Данные экспериментальных измерений записываются в таблицу.
Исходные данные:
Плотность исследуемой жидкости =
Значение коэффициента поверхностного натяжения =
Температура жидкости t 0C =
Расстояние между метками на экране L =
Расстояние между метками на пробирке =
Увеличение фонаря =
№ |
Н1 |
Н2 |
Н3 |
Нср |
hср |
r |
r |
1 2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
2. Определяется Нср и действительная средняя высота поднятия жидкости в капилляре hср.
3. По формуле (7) вычисляется среднее значение r .
4. Вычисляются относительная и абсолютная погрешности в определении r. Окончательный результат записывается в виде
Контрольные вопросы
1. Дайте силовое и энергетическое определение коэффициента поверхностного натяжения. Оцените их размерность.
2. Почему жидкость стремится принять форму сферы?
3. Почему жидкость не всегда принимает форму сосуда?
4. Как определяется сила поверхностного натяжения?
5. От каких факторов зависит величина поверхностного натяжения?
6. Как возникает дополнительное лапласовское давление?
7. От чего зависит высота поднятия жидкости в капилляре?
8. Расскажите о явлении смачивания.
9. Выведите формулу высоты поднятия жидкости в капилляре?
10. Расскажите о порядке проведения опытов.
11. Выведите расчетные формулы, используемые в работе.