Список использованных источников

1. Савельев И.В., Курс общей физики, 1973, гл. XI,94 - 98.

2. Колмаков Ю.Н., Пекар Ю.А., Лежнева Л.С., Термодинамика и молекулярная физика, 1999, гл. I,4 -9.

Лабораторная работа № 14

Определение коэффициента поверхностного натяжения воды методом отрыва кольца

Цель работы:измерить коэффициент поверхностного натяжения воды при комнатной температуре.

Оборудование. Описание установки

Рис.1

Установка состоит из пружины 1, к которой подвешено легкое алюминиевое кольцо 3 с тонкими стенками и чашкой 2 наверху, масштабной линейки 5 и сосуда 4 с дистиллированной водой (рис.1).

Рис. 2

Если сосуд с водой подвести к кольцу до соприкосновения, а затем плавно опускать, то жидкость, сцепившись с кольцом, будет тянуть его за собой, растягивая пружину до тех пор, пока кольцо не оторвется от жидкости. В момент перед самым отрывом наступает равновесие, когда и кольцо, и жидкая пленка покоятся. В этот момент сила упругости пружины равна силе поверхностного натяжения. Поверхностная пленка будет иметь вид, показанный на рис. 2., где– сила поверхностного натяжения, действующая на элемент контура. Модуль полной силы

(1)

где и– длины двух контуров (окружностей), ограничивающих поверхность жидкости. Так как,, гдеи– внешний и внутренний диаметры кольца, то из (1) получаем(2)

Рабочее задание: определить коэффициент поверхностного натяжения воды.

Порядок выполнения работы.

1. Штангенциркулем измерить наружный и внутреннийдиаметры кольца в пяти местах. Данные занести в таблицу 1.

2. Подвесить кольцо к пружине.

3. Определить по шкале положение верхней части чашки 2 над кольцом в ненагруженном состоянии (F=0). Смотреть на шкалу нужно так, чтобы передний верх чашки совпал с задним. Об этом не следует забывать до конца эксперимента.

4. Взять одну гирьку (цифры на каждой гирьке указаны в миллиграммах), поместить в центр чашки 2 и определить по шкале положение ее верхнего края.

5. Увеличивая нагрузку F(последовательно добавляя по одной гирьке, не забывайте подсчитывать общую сумму нагрузки в миллиграммах), определять по шкале положениеверхнего края чашки 2. Данные измерений занести в табл. 2.

6. Снять все гирьки с чашки.

7. Поднимать сосуд 4 с водой до тех пор, пока поверхность воды не коснется нижнего края кольца. Следить за тем, чтобы этот край только смачивался, но не опускался вглубь воды. Затем, медленно и равномерно опуская сосуд, уловить равновесие (система находится в покое) перед отрывом кольца и заметить по шкале положение верхнего края чашки. Измерения проделать не менее 5 раз и найти среднее арифметическое значение. Данные занести в таблицу 1.

Рис.3

8. Осторожно снять кольцо с пружины и положить на установку.

Содержание отчета

Построить график градуировки пружины , принимая за начало координат значение. Вид графика представлен на рис.3.

Зная растяжение пружины под действием силы поверхностного натяжения, по построенному графику определить ее значениев миллиграммах, а затем перевести в Ньютоны.

Вычислить в СИ коэффициент поверхностного натяжения воды . Результаты измерений и расчетов записать в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Номер опыта	D1, м	D2, м
Среднее значение

Таблица 2

m, мг

F = mg, Н

FH, H =

, Н/м =