Fizika_sbornik_laboratornykh / Fizika_8M

ГОУ ВПО

ДВГУПС

Кафедра “Физика”

Лабораторная работа _{На тему: “Изучение явлений переноса в газах”.}

21040165 08М 915

Шифр Номер работы Группа

Выполнил

Навныко А.В.

Проверил: Старший преподаватель кафедры “Оптические системы связи”

Цюй

Хабаровск 2009 г.

Цель работы:

Изучить явление поверхностного натяжения. Познакомиться с некоторыми методами определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

Приборы и оборудование:

1. весы Жоли

2. сосуд с жидкостью

3. штангенциркуль

4. разновес

5. отсчетный микроскоп

6. исследуемая жидкость, заполняющая капилляр.

Краткая теория:

Для жидкости характерны свойства, связанные с ее молекулярным строением: относительная несжимаемость, текучесть, внутреннее трение (вязкость) и так называемые поверхностные явления – поверхностное натяжение, смачиваемость и капиллярность.

Поверхностное натяжение можно объяснить, основываясь на МКТ. Если мысленно выделить в жидкости какую-либо молекулу, то необходимо учесть действие на нее других молекул. Т.к. силы взаимодействия между молекулами зависят от расстояния между ними, то практически достаточно учесть действие ближайших молекул.

Большое значение для изучения явления поверхностного натяжения играют понятия радиус молекулярного действия (такое расстояние r, что силы взаимодействия двух молекул, находящихся на расстоянии большем, чем r настолько малы, что ими можно пренебречь) и сфера молекулярного действия (сфера, которую описывает r).

Рассмотрев два случая воздействия окружающих молекул на молекулу находящуюся в глубине определенного объема жидкости (А) и на такую же молекулу, но находящуюся на поверхности (В) выясняем, что:

1. молекула В подвергается одинаковому воздействию со всех сторон

2. на молекулу А действуют силы со стороны каждой из молекул жидкости, заключенных в нижней полусфере. Разложив все эти силы и проведя соответствующие преобразования по правилам векторного сложения получаем силу - направленную вглубь массы жидкости, а касательные составляющие при этом образуют равные и противоположные силы - направленные вдоль поверхности.

Силы всех молекул поверхности, складываясь, оказывают на жидкость давление, которое называется внутренним давлением жидкости.

Силы в горизонтальной плоскости вызывают стремление жидкости сократить свою поверхность. Они называются силами поверхностного натяжения.

Для характеристики свойств жидкости вводят величину, называемую коэффициентом поверхностного натяжения жидкости. Он численно равен силе поверхностного натяжения, приходящейся на единицу длины контура, ограничивающего поверхность жидкости, т.е. . В системе СИ измеряется в Ньютонах на метр (Н/м).

Следует отметить, что:

• при повышении температуры жидкости силы притяжения между молекулами уменьшаются, соответственно снижается и коэффициент поверхностного натяжения.

• коэффициент поверхностного натяжения равняется поверхностной энергии , приходящейся на единицу площади свободной поверхности жидкости т.е. .

• коэффициент поверхностного натяжения зависит от химического состава жидкости, а также от примесей.

Расчетные формулы:

- коэффициент поверхностного натяжения

Проведем соответствующие расчеты и измерения:

Систематизируем результаты в виде таблицы:

									Груз
88,05	77,25	0,198	0,206	0,008			0,007	0,01	19,6	0,083
88,05	77,25	0,201	0,207		0,006
88,05	77,25	0,2	0,207			0,007

Вывод:

Выполнив данную лабораторную работу, я провел эксперимент по определению коэффициента поверхностного натяжения жидкости, ознакомился с несколькими способами определения КПН жидкости, а также выяснил некоторые свойства явления поверхностного натяжения:

• при повышении температуры жидкости силы притяжения между молекулами уменьшаются, соответственно снижается и коэффициент поверхностного натяжения.

• коэффициент поверхностного натяжения равняется поверхностной энергии , приходящейся на единицу площади свободной поверхности жидкости т.е. .

• коэффициент поверхностного натяжения зависит от химического состава жидкости, а также от примесей.

В качестве измерительных приборов и экспериментального оборудования мною были использованы: штангенциркуль, линейная шкала, ванночка с жидкостью, груз, цилиндрическая рамка, подвешенная на резьбовой подъемно-спусковой механизм.