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 Nзанесите в таблицу 1.
табл.1
№ опыта |
Температура в лаборатории |
Δ=|| |
Ni |
Δ=|| |
I
.
.
n
Здесь =,,n3-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 |
10Н/м |
74,22 |
73,49 |
73,05 |
72,75 |
71,97 |
71,18 |
Для промежуточных значений температуры вычисляют методом линейной интерполяции. Например, для 22С будет вычисляться следующим образом. При изменении температуры на 5(между 20и 25)Δ=(72,75-71,97)*10Н/м=0,78*10Н/м.Так как с повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается, то для температуры 22значение коэффициента поверхностного натяжения будет =(72,75-0,31)*10 Н/м=72,44*10Н/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:
.