Порядок выполнения работы
Приборы и принадлежности:
Стеклянная трубка с делениями (метками), снабженная краном и заканчивающаяся капилляром малого радиуса, штатив, стаканчик для жидкости, дистиллированная вода, исследуемая жидкость.
Производство опыта:
-
Отрегулируйте с помощью крана скорость истечения жидкости: число капель, отрывающихся в минуту, должно быть порядка 15-20.
-
Определите N
– количество капель воды, занимающих
некоторый объем V
между соседними метками на трубке. Для
этого, когда уровень воды сравняется
с одной из верхних меток, начните считать
капли. Счет прекратите, когда уровень
жидкости сравняется с соседней меткой.
Число N
занесите
в таблицу 1.
табл.1
|
№ опыта |
Температура в лаборатории |
|
|
Δ |
Ni |
Δ |
|
|
I
.
.
n
Здесь
=
,
,n
3-количество
опытов
-
Проделайте опыт, записанный в пункте 2 еще 2-3 раза. Результаты опытов занесите в таблицу 1.
-
Вылейте воду из трубки, помойте ее исследуемой жидкостью и заполните ее этой жидкостью.
-
Определите N – количество капель исследуемой жидкости, занимающих объем V. Для этого проделайте опыт, описанный в п.2, с исследуемой жидкостью. Опыт проделайте еще 3-4 раза. Результат занесите в табл.1.
-
Запишите в табл.1 значения температуры в лаборатории и коэффициента поверхностного натяжения воды
,
пользуясь табл.2.
табл.2
|
Температура,
|
10 |
15 |
18 |
20 |
25 |
30 |
|
|
74,22 |
73,49 |
73,05 |
72,75 |
71,97 |
71,18 |
Для
промежуточных значений температуры
вычисляют
методом линейной интерполяции. Например,
для 22
С
будет вычисляться следующим образом.
При изменении температуры на 5
(между
20
и
25
)Δ
=(72,75-71,97)*10
Н/м=0,78*10
Н/м.Так
как с повышением температуры поверхностное
натяжение уменьшается, то для температуры
22
значение
коэффициента поверхностного натяжения
будет
=(72,75-0,31)*10
Н/м=72,44*10
Н/м
.
Обработка результатов эксперимента
1.
Определите случайные погрешности
измерения количества капель воды ΔN
по формуле ΔN
=t
*S
и количества капель исследуемой жидкости
ΔN
по формуле ΔN=
t
*S
,
где S
=
и
S
=
,
а t
-
коэффициент Стьюдента для заданной
доверительной вероятности P
и числа произведенных измерений n.
При выполнении лабораторных работ
P
=0.95
и
.
Коэффициент Стьюдента находят по
таблице, приведенной в [6].
2.
Вычислите среднее значение
по формуле (7), подставляя в нее
соответствующие величины: вместо N
и N
необходимо подставить усредненные
значения
из табл.1.
Определите
погрешность измерения Δ
с учетом вкладов всех погрешностей
используя прием дифференцирования
логарифма искомой функции
.
Для этого необходимо взять натуральный
логарифм от обеих частей формулы (7).
,
затем продифференцировать левую и
правую части полученного выражения,
считая
переменными величинами
.
Заменяя формально d
на Δ,
усредненными величинами и суммируя
абсолютные значения всех приращений,
получим:
или
.
Значения
и
возьмите из пункта 1 настоящего раздела,
а значения
-
из раздела «Методика эксперимента».
Окончательный результат работы следует представить в виде:
.

=|