Вычисления

1. По формуле (7) вычислить коэффициент поверхностного натяжения для каждого измерения.

2. Найти среднее значение .

3. Вычислить относительную погрешность результата.

3. Вычислить абсолютную погрешность и записать конечный результат.

II. Метод отрыва кольца от поверхности жидкости

Приборы и принадлежности: прибор для определения коэффициента поверхностного натяжения, разновес, штангенциркуль, сосуд с жидкостью.

В данном методе коэффициент поверхностного натяжения жидкости определяют как отношение силы, измеренной в момент отрыва кольца к длине границы пленки. Установка (рис. 17) для измерения коэффициента поверхностного натяжения состоит из стойки 1 со шкалой. Перед шкалой на пружине 7 подвешено кольцо 5 с площадкой 6. Вдоль стойки вверх и вниз с помощью специального винта 2 может перемещаться столик 3, с расположенным на нем сосудом с исследуемой жидкостью 4.

Рис. 17

Если поднять столик так, чтобы кольцо 5 касалось поверхности исследуемой жидкости, то для его отрыва потребуется сила. Прикладывать эту силу нужно потому, что при поднятии кольца над поверхностью жидкости между кольцом и поверхностью воды образуется пленка (рис. 18). Возникает сила поверхностного натяжения. Сила поверхностного натяжения, действующая на внутреннюю границу пленки, длиной D₁, равна согласно формуле (1) D₁, где D₁ - внутренний диаметр кольца.

Рис.18

Сила поверхностного натяжения, действующая на внешнюю границу пленки длиной D₂, равна D_1, где D₂ - внешний диаметр кольца.

Так как при отрыве кольца пленка разрывается по внешней и внутренней границе, то результирующая сила поверхностного натяжения, направленная вниз и удерживающая кольцо, будет равна:

F = (D₁ + D₂). (8)

Чтобы оторвать кольцо, нужно приложить силу Р, равную по величине силе поверхностного натяжения, но направленную вверх, перпендикулярно к поверхности жидкости. Измерив эту силу на опыте, из формулы (8) можно определить коэффициент поверхностного натяжения:

а = (9)

Выполнение работы

1. При помощи проволочек, на которых подвешено кольцо, установить его так, чтобы плоскость кольца была горизонтальной (тогда кольцо всеми своими частями одновременно касается поверхности жидкости). Заметить положение площадки 6 по шкале – n₁.

2. Опустить столик 3 в нижнее положение и поставить на него сосуд с жидкостью. Поднять столик так, чтобы кольцо касалось поверхности жидкости.

2. Медленно опуская столик с сосудом, заметить в момент отрыва кольца положение площадки по шкале – n₂, n₁ – n₂ - определяет число делений, на которое растягивается пружина под действием сил поверхностного натяжения.

2. Нагружать площадку разновесами до тех пор, пока пружина не растянется и положение площадки по шкале не станет – n₂. Вес разновесов Р равен силе, отрывающей кольцо.

3. № опыта	D1, м	D2, м	м	n1	n2	Р,Н	ΔР, Н	а

   Штангенциркулем измерить внешний (D₁) и внутренний (D₂) диаметры кольца в нескольких местах и определить длину линий разрыва.

4. Опыт (пункты 2-4) повторить три раза.

5. Результаты занести в таблицу.