4. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом компенсации разности давлений в капилляре.

Как отмечалось в п. 2.4, для определения коэффициента поверх­ностного натяжения σ можно использовать формулу (8). Однако измерить точно высоту поднятия жидкости в капилляре трудно. В данной работе используется метод компенсации разности давлений. Если соз­дать в капилляре над жидкостью избыточное давление, то при некото­ром его значении P_изб уровень жидкости в капилляре сравнятся с уров­нем жидкости в сосуде. Это избыточное давление можно измерить ма­нометром:

P_изб = ρ_жgH (10)

где ρ_ж - плотность манометрической жидкости, Н - разность высот в коленах манометра. Тогда коэффициент поверхностного натяжения вычисляется по формуле:

(11)

где r - радиус капилляра.

4.1. Описание установки.

Установка (рис. 6) представлявляет собой два специальных столика, на кото­рых размещены: капилляр 1, сосуд с исследуемой жидкостью 2, широкий стакан с водой 3, спиртовой манометр 4. Широкая метал­лическая трубка 5 соединяет составные части установки. Один ее конец с помощью резиновой пробки вставляется в капилляр 1, широкий отросток металлической трубки 6 и стакан с водой служат для изменений давления в системе, другой конец трубки присоединен к манометру 4. Столик 7 можно под­нимать и опускать винтом 8.

Рис. 6. Схема установки для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом компенсации разности давлений в капилляре.

5. Порядок выполнения работы.

5.1. Определение σ по методу отрыва кольца.

Методом отрыва кольца (см. раздел 3) провести измерения коэф­фициента поверхностного натяжения трех исследуемых жидкостей: во­ды, глицерина и машинного масла. Проделать по 5 опытов для каждой из жидкостей, результаты занести в таблицу 1. Учесть, что диаметр кольца D = 2 см, диаметр проволоки d = 1 мм.

Таблица 1.

		F	σ	σср	σср ± Δσ
Вода	1
	2…
Глицерин	1
	2…
Машинное масло	1
	2…

5.2. Определение σ капиллярным методом.

1. Промыть капилляр 1 сначала водопроводной, потом дистилли­рованной водой, а затем исследуемой жидкостью. Поместить его с помощью пробки в установку и опустить в сосуд с исследуемой жид­костью 2 (рис. 5).

2. Вращая винт 8, медленно поднимать столик 7; вода заполняет объем отростка 6 и в системе повышается давление.

3. В момент, когда уровень жидкости в капилляре 1 сравняется с поверхностью исследуемой жидкостью, произвести отсчет Н разности уровней по манометру.

4. Опыт повторить 5-7 раз. Результаты измерений записать в таб­лицу 2.

5. По формуле (11) вычислить значение коэффициента поверх­ностного натяжения исследуемой жидкости, учитывая, что диаметр ка­пилляра равен 0,95 мм. Вычислить погрешности измерений. Предста­вить результат, указав температуру опыта.

6. Повторить измерения (пп. 1-5) для всех заданных жидкостей (вода, глицерин, машинное масло). Результаты свести в таблицу 2. Сде­лать выводы.

Таблица 2.

		H	σ	σср	σср ± Δσ
Вода	1
	2…
Глицерин	1
	2…
Машинное масло	1
	2…