4. Метод отрыва капли

Примером проявления силы поверхностного натяжения может служить образование капли при медленном вытекании жидкости из трубки. Капля отрывается в тот момент, когда ее вес P = mg становится равным силе поверхностного натяжения F = l , действующей по контуру длиной l =2r. Следовательно P=F или , подставляя соответствующие выражения для P и F, получим:

mg = 2r , откуда

, (9)

где r — радиус шейки капли, равный внутреннему радиусу трубки.

Рис. 7

Для получения достоверного значения массы капли необходимо отсчитать n капель (100 - 150) в стакан общим весом без капель P₁ = М₁g и определить суммарный вес стакана и воды P₂ = М₂g. Тогда формула (9) примет вид:

, (10)

где М₁ — масса стакана; М₂ — масса стакана с n каплями.

5. Порядок выполнения работы

5.1. Метод торзионных весов

1. Устанавливают весы по уровню 1 с помощью винтов 2.

2. С помощью арретира 3 освобождают коромысло весов 8.

3. Устанавливают стрелку 5 на 0 и вращением корректора 10 совмещают указатель 4 с вертикальной чертой на шкале.

4. Открывают крышку весов 7 и подвешивают на крючок 9 пластинку. Уравновешивают весы.

5. Подставляют стакан и осторожно наливают дистиллированную воду до тех пор, пока она не коснется поверхности пластинки.

6. Медленно передвигают рычаг 6 до момента отрыва пластинки от поверхности жидкости. Измерения повторяют 5 раз и находят среднее значение PH₂O.

7. Убирают стакан и определяют вес сырой пластинки PH₂O. Затем высушивают пластинку.

8. Вычисляют коэффициент поверхностного натяжения по формуле (5).

9. Вычисляют среднее значение коэффициента поверхностного натяжения воды.

5.2. Капиллярный метод

1. Установите вертикально капиллярные трубки в общем держателе и погрузите их в стакан с дистиллированной водой, опустив их на 2-3 см ниже поверхности жидкости. Оставьте их в этом положении на несколько минут для основательного смачивания водой. Проследите, чтобы в капиллярах не осталось пузырьков воздуха.

2. Приподнимите трубки до поверхности жидкости, закрепите держатель и отсчитайте с помощью линейки-шкалы высоту подъема воды в капиллярах.

3. Снова опустите трубки глубже и через несколько минут поднимите и повторите отсчеты.

4. Повторите измерения не менее трех раз. Результаты измерений запишите в таблицу.

Таблица

N опыта	R1 = h1 ,мм	r2 = h2 ,мм	h2 - h1 ,мм	 ,H/м
1
2
3
Среднее значение