Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

физика все лабы / 103 / Лабораторная работа№103

.doc
Скачиваний:
535
Добавлен:
30.03.2016
Размер:
130.05 Кб
Скачать

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра физики. Лаборатория молекулярной физики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

МЕТОДОМ ОТРЫВА КОЛЬЦА

Отчёт по лабораторной работе № 103

Выполнил

Студент группы ЭС-506 Беззубиков А. В.

Проверил …………………

Санкт – Петербург

2004 г.

1 Цель работы

Целью работы является определение коэффициента поверхностного натяжения воды.

2 Краткая теория

Молекулы жидкости, расположенные у её границ, благодаря наличию сил притяжения находятся в иных условиях, чем молекулы внутри жидкости. Для анализа состояния молекул достаточно учесть действие на них других молекул, находящихся внутри сферы молекулярного действия.

Силы притяжения, с которыми на молекулу действуют окружающие её молекулы, направлены в разные стороны и в среднем скомпенсированы. Результирующая всех сил взаимодействия молекулы с соседними, в среднем равна нулю.

Сфера молекулярного действия молекулы, находящейся у поверхности, частично окажется внутри жидкости, частично – вне её. Следует принимать во внимание лишь действие молекул жидкости, лежащих в той части сферы действия, которая расположена внутри жидкости.

На каждую молекулу, лежащую от поверхности на расстоянии, меньшем радиуса молекулярного действия, действует сила, направленная внутрь жидкости.

Поверхностный слой оказывает на всю жидкость давление, называемое молекулярным.

Потенциальная энергия взаимодействия двух соседних молекул И всегда меньше нуля: И < 0.

Полная потенциальная энергия молекулы жидкости:

NИ,

где И - число «соседей» молекулы.

У молекулы, находящейся на поверхности, число «соседей» И всегда меньше, чем число «соседей» И , входящих в сферу молекулярного действия молекулы внутри жидкости. Поэтому потенциальная энергия молекул поверхностного слоя всегда больше потенциальной энергии молекул внутри жидкости.

Стремление жидкости сократить свою свободную поверхность под действием сил молекулярного притяжения носит название поверхностного натяжения.

Коэффициент α, зависящий от рода жидкости, называется коэффициентом поверхностного натяжения.

Коэффициент поверхностного натяжения численно равен силе, приложенной к единице длины края поверхностной плёни жидкости. В системе СИ он измеряется в Н/м, в системе СРС – дн/см.

Коэффициент поверхностного натяжения α числено равен потенциальной энергии единицы поверхности плёнки жидкости:

Для данной жидкости коэффициент поверхностного натяжения зависит от температуры: с повышением температуры он убывает. Коэффициент поверхностного натяжения зависит также от степени загрязненности поверхности жидкости.

3 Описание работы установки

Вертикальная стойка с подвешенным к горизонтальной плоскости на пружине “П” металлическим кольцом “K”. Снизу на пружине прикрепляется по мере необходимости или чашка для разновесов, или алюминиевое кольцо. На стойке укреплена вертикальная зеркальная шкала “Ш”. пружина снабжена круглой пластиной “У”, по отражению которой в зеркальной шкале «У» производится расчёт.

Подъёмный столик Cm, на котором устанавливается сосуд с исследуемой жидкостью «А». столик может опускаться и подниматься с помощью винтового механизма и ручки «Р».

4 Рабочие формулы

Для определения коэффициента поверхностного натяжения воды и величин составляющих его формулу мы воспользуемся следующими формулами::

,

где l – длина линии разрыва плёнки;

D - внешний диаметр кольца;

D - внутренний диаметр кольца.

,

где α – коэффициент поверхностного натяжения жидкости.

5 Построение таблиц, решение и построение графика

Таблица 1:

Нагрузка

При нагрузке n

При разгрузке n

Ср. значение n

1

6,2

12,5

12,5

12,5

2

7,2

14,0

14,0

14,0

3

8,2

15,4

15,4

15,4

4

9,2

16,8

16,8

16,8

5

10,2

18,1

18,1

18,1

График по данным Таблицы 1:

Таблица 2:

Деление шкалы

f=F

F

1

15,5

3,5

2

15,5

3,5

3

15,3

3,

4

15,4

3,4

5

15,4

3,4

Среднее значение

Х

Х

Х

Таблица 3:

D

1

7,0

6,2

2

7,1

6,0

3

6,9

6,1

4

7,2

6,1

5

7,0

6,2

Среднее значение

Х

Х

Х

По данным таблицам рассчитаем абсолютную и относительную погрешности:

Абсол. погр.: =

Относит.погр. :

6 Вывод

В данной лабораторной работе, целью которой являлось – определение коэффициента поверхностного натяжения воды, мы нашли этот коэффициент, конечный результат которого равен: α = 0,274. Так же мы нашли два вида погрешности, результаты которых равны: Абсол. погр.: =

Относит.погр. :

Таким образом цель лабораторной работы достигнута, результаты подсчитаны.

Соседние файлы в папке 103