Определение коэффициента поверхностного натяжения исследуемой жидкости.

№ п/п		H	h	a
				<a>

Контрольные вопросы.

1. Какова природа сил поверхностного натяжения?

2. Как объяснить с энергетической точки зрения стремление поверхности жидкости к сокращению? Сравните потенциальную энергию молекул жидкости в поверхностном слое и внутри жидкости.

3. Дайте определение коэффициента поверхностного натяжения. В каких единицах он измеряется?

4. Как коэффициент поверхностного натяжения зависит от температуры? Когда величина коэффициента поверхностного натяжения становится равной нулю?

5. Как изменится коэффициент поверхностного натяжения, если к воде добавить соль, сахар, мыло? Каковы причины изменения коэффициента поверхностного натяжения при добавлении примесей?

6. Когда возникает и чему равно добавочное давление? Чему равно полное давление при плоской, вогнутой, выпуклой поверхности?

7. В чем сущность метода Ребиндера? Выведите рабочую формулу.

Литература: (1,параг. 61,62 с.191-198; 3, т.2 параг. 142,143,144, с. 473-482).

Лабораторная работа 4 (4часа).

Определение коэффициента Пуассона для воздуха

Цель работы: определить отношение для воздуха методом адиабатического расширения, провести теоретический анализ процессов в газе.

Приборы: Стеклянный баллон, кран, насос (резиновая груша),

жидкостный манометр.

Описание установки и метода измерения.

Установка для измерения отношения для воздуха состоит из стеклянного баллона с воздухом, который при помощи крана может объединяться с насосом (резиновая груша) или атмосферой. Разность между давлением воздуха в баллоне и атмосферным давлением измеряется открытым жидкостным (вода) манометром, одно из колен которого соединяется с баллоном (рис. 10.1).

Рис. 4.1

С помощью резиновой груши в сосуд накачивают воздух до некоторого давления P, превышающего атмосферное. Так как при быстром закачивание воздуха его температура поднимается несколько выше комнатной, то некоторое время следует подождать пока воздух в баллоне охладиться до комнатной температуры. Давление в баллоне станет равным

_,

где P₀ – атмосферное давление, – избыток давления сверх атмосферного, определяется по разности уровней жидкости в манометре. Обозначим для этого состояния через m₁ массу воздуха, находящегося в баллоне: T₁ - его абсолютную температуру (комнатную); V – его объем (объем баллона).

Затем открывают кран К, соединяющий баллон с атмосферой, и воздух выпускают наружу до тех пор, пока давление в баллоне станет равно атмосферному P₀ (выравнивание давление контролируют по манометру). После этого кран закрывают. При проведении этого процесса необходимо обеспечить условия, при которых расширение воздуха можно считать адиабатным. Для этого процесс нужно провести быстро, но не резко, чтобы предотвратить возникновение колебаний жидкости в манометре. За счет быстроты выхода воздуха теплообменом его с окружающей средой через стенки сосуда можно пренебречь. При этом расширяющийся воздух совершает работу против внешних сил (внешнего атмосферного давления) за счет убыли его внутренней энергии. Следовательно, температура воздуха в баллоне понизится, то есть станет ниже комнатной. Обозначим параметры оставшегося в баллоне воздуха в конце адиабатного расширения: m – масса оставшегося воздуха в баллоне,

P₀ – давление воздуха в баллоне (равно атмосферному), V – объем оставшегося воздуха (объем баллона).

После закрытия крана К воздух в баллоне начинает нагреваться вследствие теплообмена с окружающей средой, давление его увеличивается, о чем можно судить по перемещению уровней жидкости в манометре. Когда температура воздуха в баллоне станет равной комнатной, перемещение уровней жидкости в манометре прекратиться и их разность Dh₂ станет постоянной. В конце этого изохорного процесса температура воздуха в баллоне равна T₁ (комнатной), давление – , масса воздуха – m, объем – V.

Таблица 4.1